JP2014179424A - ハンダボール印刷機およびハンダボール印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
ハンダボール印刷機において、基板の平面精度を保つとともに、マスクと基板の隙間を精度よく保持して、ハンダボールの位置ずれを発生させることなく、確実に精度よく基板上のパッド（電極部）にボールを搭載する。
【解決手段】
ハンダボール印刷機２０は、スキージ３を用いて、マスク１に形成された複数の開口１ａにハンダボール１８を嵌入して、マスクに対向する基板２の表面に形成された複数の電極部１９にハンダボールを印刷する。基板を搭載し背面側に複数の穴部４ａが形成された基板載置テーブル６と、この基板載置テーブルを搭載した印刷テーブル１２と、印刷テーブルを水平面内で駆動可能なＸＹθステージ１３および上下動駆動可能な印刷テーブル用シリンダ１４と、基板搭載テーブルに嵌合可能な部材を有するマスク吸着部１１と、このマスク吸着部を上下動駆動可能なマスク吸着用シリンダ１０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハンダボールを基板面上に形成された電極上に印刷するハンダボール印刷機およびハンダボール印刷方法に関する。

従来のハンダボール印刷機においては、ハンダボールをマスク上に配置して、ハンダボールをマスク開口部に充填する際には、マスクと基板の隙間を一定に保持して、磁性体のマスクを固定している。そのため、マスク裏面に突起状のポストを設け、基板を挟んでテーブル側にマグネット部を設けている。

このようなハンダボール印刷機の例が、特許文献１に開示されている。この公報に記載の装置では、基板の端子領域上に導電性ボールをより正確かつ確実に搭載するために、端子領域が開放されるように基板を載置するバックアッププレートと金属マスクを有している。さらに、基板の複数の端子領域と対応する複数の貫通孔が形成された振込みマスクと、振込みマスクが基板の一面と対向するように振込マスクの端部を固定する固定ブロックと、振込マスクを磁力によりバックアッププレート側に引き付けるマグネット部を備えている。そして、マグネット部は、振込みマスクの中央部の引き付け力を、周縁部の引き付け力より小さくしている。

従来のハンダボール印刷機の他の例が、特許文献２に開示されている。この公報に記載のハンダペースト用印刷装置では、ファインピッチ用ハンダペーストを用いても、半田ペーストが基板とマスクとの間に入り込むことを防止して、精度の高い印刷を試みている。そのため、ステージ上に保持された基板の上面にマスクを接触させ、マスク上にハンダペーストをのせて、マスクの上面に沿ってスキージを移動させている。そして、マスクを磁性体材料とし、ステージに基板を介してマスクを吸着する電磁石を設けている。

特開２００８−１９２８１８号公報 特開２０１２−１９０００号公報

上述した通り、マスクを吸着するためにテーブル上に磁石を配置し、磁石の吸引力により基板を間に挟んでマスクを基板側へ引き寄せ、マスクと基板を密着することが知られている。しかしながら、マスクの厚みは通常２０μｍ〜１００μｍと薄いので、マスクを確実に基板に吸着させるためには、磁石とマスクを数ｍｍ以内に近付ける必要があり、基板をサポートする基板受けプレートの部材を薄い板で構成しなければならなくなっている。基板受けプレートを薄くすると、基板と基板受けプレートは反りを伴いマスクに吸着するようになるので、平面度の維持が困難になっている。

一方、マスクの精度を維持するために、マスクには所定のテンションが付加されている。そのため、テーブル上に配置されている磁石でマスクを吸着してもマスクと基板を完全に密着することが困難になる。基板とマスクとが完全に密着していないと、マスクのパターン孔を介してボールを基板上に充填するとき、所定孔パターンが形成されたマスクの孔の各々に、本来１個ずつボールを充填すべきところ、１個の孔にボールが２個以上充填されることがある。これは、基板上のパッドに余分なボールが充填される、いわゆるダブルボール或いはエキストラボールという現象である。

また、マスクを基板から分離するとき、磁力を保持したまま基板をマスクから分離するので、撓みを発生しながらマスクは基板外周部から勢いよく離れる。このため、折角基板に搭載したボールが所定位置から移動し、いわゆるシフトボールと呼ばれる正規の搭載位置からずれる現象が発生する。また、マスクが勢いよく離れるときに、基板に搭載したボールを弾き飛ばし、マスクのパターン孔の側面にボールが付着し残る等の不具合が生じる。

上記特許文献１に記載のマイクロボール搭載装置では、マスクを引き付けるマグネット部の磁力により基板へマスクを吸着する際、吸着力の大きさを周縁部に対して中央部を小さくして、均一な吸着を図っている。しかしながらこの装置では、相対的な吸着力の大小の違いはあるものの、常時マスクを吸着しているので、次のような不具合の発生の恐れがある。つまり、１枚の基板にハンダボールを搭載し終え、マスクを基板から離すときに、中央部の吸着力を小さくしながら、言い換えれば、基板側からみて常にマスクを吸着する力を有しながらマスクを離すので、全面でマスクの撓みを無くすようには作用しない。そのため、ハンダボール外径が年々小さくなっていく状況では、ハンダボールを安定して搭載するのが困難になる。

また上記特許文献２では、テーブル上に電磁石を埋め込んで、マスクと基板を吸着している。しかしながら電磁石を用いると、他数個の電磁石を取り付ける必要がある。また、電磁石への電流供給をＯＦＦしても磁力が残るため消磁機能を備えた制御装置が必要となる。さらに、電磁石は発熱により外部へ熱を放出するので、熱によるテーブルの変形を回避するために冷却機能が必要となり、テーブルの構造が複雑かつ高価となる。

本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、ハンダボール印刷機が、基板の平面精度を保つとともに、マスクと基板の隙間を精度よく保持して、ハンダボールの位置ずれを発生させることなく、確実に精度よく基板上のパッドにボールを搭載することにある。本発明の他の目的は、版離れ時に磁力を無くして、ハンダボールの位置ずれの発生を防止することにある。

上記目的を達成する本発明の特徴は、スキージを用いて、マスクに形成された複数の開口にハンダボールを嵌入して前記マスクに対向する基板の表面に形成された複数の電極部に前記ハンダボールを搭載するハンダボール印刷機において、前記基板を搭載し背面側に複数の穴部が形成された基板載置テーブルと、この基板載置テーブルを搭載したテーブルを水平面内で駆動可能なＸＹθステージおよび上下動駆動可能な第１の上下動駆動手段と、前記基板搭載テーブルの背面に形成した複数の穴部の各々に嵌合可能な永久磁石を含む部材を有するマスク吸着部と、このマスク吸着部を上下動駆動可能であって前記基板載置テーブルの下部に配設された第２の上下動駆動手段とを備え、前記第１の上下駆動手段と前記第２の上下動駆動手段を独立に駆動可能としたことにある。

そしてこの特徴において、前記マスク吸着部が有する前記基板載置テーブルの複数の穴部に嵌合可能な部材は、上下方向に延びる柱状の永久磁石とこの柱状の永久磁石に吸着し上下方向に延びる磁性体の柱状部材とが一体化した複数の柱状物と、この複数の柱状物が吸着する平板とを有していてもよく、前記マスク吸着部が有する前記基板載置テーブルの複数の穴部に嵌合可能な部材は、横方向に延びる棒状の永久磁石と、この永久磁石の背面側に配置され前記永久磁石に吸着する磁性体のバーを有しており、前記基板載置グループに形成される複数の穴部は、ほぼ平行な複数の溝であってもよい。

また、上記特徴において、前記マスク吸着部が有する前記基板載置テーブルの複数の穴部に嵌合可能な部材は、基板側に位置する永久磁石と反基板側に位置する磁性体部材とを有し、前記永久磁石の磁力による吸着だけで磁石及び磁性ピンの位置を保持するよう設置されているのが望ましく、基板印刷テーブルの上下動と独立して駆動可能な前記マスク吸着部を駆動する前記第２の上下動駆動手段は、前記マスク吸着部の最大上昇位置で、前記基板載置テーブルの背面に形成した前記穴部に、前記マスク吸着部が有する前記嵌合可能な部材を嵌合させるものであり、前記マスク吸着部の最大下降位置で、前記基板載置テーブルの前記穴部から前記嵌合可能な部材が抜け出すのを防止するマスク吸着部下端ストッパを設けるのが好ましい。

上記目的を達成する本発明の他の特徴は、スキージを用いてマスクに形成された複数の開口にハンダボールを嵌入し、前記マスクに対向する基板の表面に形成された複数の電極部に前記ハンダボールを搭載するハンダボール印刷方法において、前記基板を載置した基板載置テーブルを、この基板載置テーブルを駆動する第１の上下動駆動手段を用いて上昇させると共に、ＸＹθテーブルを用いて前記基板と前記マスクを位置決めし、その後前記基板載置テーブルの背面側に形成した穴部に嵌合しているマスク吸着部が有する永久磁石と磁性体とで一体化された部材を、第２の上下動駆動手段を用いて当該穴部内で上昇させ、前記永久磁石により前記マスクと前記基板とを吸着することにある。

本発明によれば、ハンダボール印刷機が、基板を載置する基板載置テーブルの背面側の穴部に、永久磁石と磁性体部材とを一体化した複数の部材を嵌合可能に配置し、この部材を基板載置テーブル駆動手段と別の手段が上下動させるようにしたので、基板の平面精度を維持するとともに、マスクと基板の隙間を精度よく保持して、ハンダボールの位置ずれを発生させることなく、確実に精度よく基板上のパッド（電極部）にボールを搭載できる。また、版離れ時に磁力を無くして、ハンダボールの位置ずれの発生を防止できる。

本発明に係るハンダボール印刷機の一実施例の正面図である。 図１に示したハンダボール印刷機のマスク吸着部の動作状態を説明する正面図である。 図１に示したハンダボール印刷機のマスク吸着部の動作状態を説明する正面図である。 図１に示したハンダボール印刷機の印刷動作状態を説明する正面図である。 ハンダボールの印刷方法を示すフローチャートである。 本発明に係るハンダボール印刷機の印刷動作を説明する図である。 従来のハンダボール印刷器の印刷動作を説明する図である。 図１に示したハンダボール印刷機が備えるマスク吸着部の斜視図である。 マスク吸着部の他の実施例の斜視図である。

基板上のパッド(電極部)にハンダボールを印刷するハンダボール印刷機では、印刷対象のピッチが１５０μｍ以下と小さくなる傾向にあり、このピッチの短縮化に伴い、ハンダボールのサイズもφ２０〜φ１００μｍと小さなサイズのものが使用されている。そこで、小さなハンダボールでも確実に精度良く印刷できる装置が必要になっている。本発明は、この微小ピッチ化に対応したハンダボール印刷機に関するものであり、以下図面を用いて、本発明に係るハンダボール印刷機のいくつかの実施例を説明する。

図１ないし図７を用いて、本発明に係るハンダボール印刷機２０の一実施例を、詳細に説明する。図１は、本発明に係るハンダボール印刷機２０の一実施例の正面部分断面図であり、詳細を後述する基板２がマスク１から離れている状態を示す図である。図２は、図１に示したハンダボール印刷機２０の正面部分断面図であり、基板２がマスク１に接近している状態を示す図である。図３は、図１に示したハンダボール印刷機２０の正面部分断面図であり、基板２がマスク１に接近した後マスク１を吸引している状態を示す図である。図４は、図１に示したハンダボール印刷機２０の正面部分断面図であり、マスク１を吸引した後にハンダボールを印刷している状態を示す図である。

図５は、本発明に係るハンダボール印刷機２０におけるハンダボール印刷の手順を示すフローチャートであり、図６は図５に示したフローチャートに従ってハンダボール印刷する際の、マスク部の処理途中の状態を示す図である。また、図７は図６に対応する図であり、従来の印刷方法を説明するための図である。

ハンダボール印刷機２０では、印刷テーブル１２の上に、基板載置テーブル６が固定載置されている。印刷テーブル１２は、この印刷テーブル１２の上面を形成する上面部材が上下方向に移動するのを可能にする、空気圧を駆動源とした印刷テーブル用シリンダ１４、および水平面の２方向であるＸ、Ｙ、方向と水平面内の回転方向であるθ方向に、印刷テーブル１２を移動可能にするＸＹθステージ１３を有している。

印刷テーブル１２に載置される基板載置テーブル６は、水平方向に延びる基板受けプレート４と、この基板受けプレート４を垂直方向に支持し、複数本設けられた基板受けプレート支持部材５を有している。印刷テーブル１２は、さらに基板受けプレート４に形成した複数の穴部４ａのそれぞれに嵌合する部分を有するマスク吸着部１１を備えている。

マスク吸着部１１は、後述するように（図８参照）、上端側に磁石７が配置され、磁石７の下側に磁性体ピン８が取り付けられている。柱状に形成された磁石７及び磁性体ピン８の複数の一体物は、各々の底面側が矩形状平板である磁性体板９に吸着により取り付けられている。磁性体板９を上下動させることにより、磁石７及び磁性体ピン８の複数の一体物が、一緒に上下動し、基板受けプレート４に形成した穴部４ａに各一体物が嵌合する。ここで、磁石７の材料には、ネオジムなどの永久磁石や、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石等を使用可能であり、磁石の材料は、特に限定されるものではない。

マスク吸着部１１の下部を構成する磁性体板９の底面に、空気圧を駆動源とするマスク吸着部用シリンダ１０が接続されている。マスク吸着用シリンダ１０は、印刷テーブル１２に固定載置されており、マスク吸着部１１が上下動することを可能にしている。当然ながら、マスク吸着部１１は、固定された基板載置テーブル６に相対的な上下動が可能である。なお、マスク吸着部１１の下降量を制限するために、基板載置テーブル６の下部を構成するベース板の上面にはマスク吸着部下端ストッパ１６が取り付けられており、マスク吸着部１１の一体物がマスク穴部４ａから抜け出るのを防止している。

基板載置テーブル６の基板受けプレート４には、上面側に開口し上下方向に延びる細孔が多数形成されており、多数形成された細孔同士を水平方向に接続する流路も形成されている。これらの細孔および流路は、真空吸引流路１７を形成する。この真空吸引流路１７は、真空吸引ポンプＰに連通している。真空ポンプＰを動作させると、真空吸引流路１７の先端部の開口部が負圧になり、基板２が基板受けプレート４上面に真空吸引される。これにより、基板２が基板受けプレート４に固定される。

このように構成したハンダボール印刷機の動作を、図５に示したフローチャート及び図１〜図４のハンダボール印刷機の正面図を用いて、以下に説明する。図１は、図５のステップＳ１における基板位置決め動作時の状態を示す図であり、図示しない搬送手段により基板２が基板載置テーブル６上に載置された状態を示す図である。ハンダボールの印刷を開始する前であって、印刷テーブル１２を上下動させる印刷テーブル用シリンダ１４を最低位置まで収縮させて、マスク吸着部１１の磁性体板がマスク吸着部下端ストッパ１６に当接した状態（下降状態）である。印刷テーブル用シリンダ１４を下降状態としたので、基板載置テーブル６は移動範囲の最下端まで下降している。基板載置テーブル６が下降状態であるので、基板載置テーブル６に載置された基板２が下降し、マスク１と基板２とが離れる。ただし、マスク１は、基板２からそれほど遠くない上方に位置している。

図１に示した状態において、マスク１と基板２の間に図示しないカメラを移動させ、マスク１と基板２に予め形成した位置決め用のマークを撮像する。すなわち、カメラの上向き視野ではマスク１の下面に形成したマークを撮像して、マスク１の設置姿勢を目標位置と認識する。カメラの下向き視野では、基板２に形成したマークを撮像する。そして、図示しない制御装置が、マスク１のマークの位置と基板２のマークの位置との位置ずれを補正するように、ＸＹθステージ１３に補正動作を指令し、基板２のマークをマスク１のマークに位置合わせする。なお、カメラおよびマークは、ここでは図示を省略している。

ところで、図１に示した状態は、マスク吸着部用シリンダ１０も最低位置まで収縮させた下降状態である。マスク吸着用シリンダ１０が下降状態にあるので、マスク吸着用シリンダ１０の先端部に接続されたマスク吸着部１１も連動して下降状態にある。この状態では、磁石７とマスク１が大きく離れており、磁石７がマスク１を吸着する吸着力は極めて小さく、マスク１が磁石７により下側に撓むおそれはない。

図１に示した状態から、印刷テーブル用シリンダ１４を伸長させて、印刷テーブル１２を上昇させた状態を、図２に示す。この図２は、図５のステップＳ２に示す基板合わせ動作時の状態を示している。印刷テーブル用シリンダ１４が矢印で示すように伸長し、印刷テーブル１２が上昇したので、基板２の上面とマスク１の下面の隙間が小さくなり、最終的に基板２の上面とマスク１の下面は接触する。

なお、マスク１の下面にはハンダボール径より小さい微小突起状の複数のポスト１５（図６参照）が設けられているので、マスク１と基板２とはこの複数のポスト１５部で点接触状態となる。その結果、マスク１と基板２とは、ポスト１５部を除いてポスト１５の高さだけ離れた所定の微小隙間に管理される。また、ステップＳ１からステップＳ２への移行中には、印刷テーブル用シリンダ１４が伸長動作を続ける。この状態では、磁石７の上面は基板載置テーブル６の上面からＦだけの距離を維持しており、すなわちマスク１と磁石７の距離が維持され、マスク１へ作用する吸着力は極めて小さく、マスク１が磁石７の側である下側に撓むおそれはない。

さらにハンダボール印刷処理を進めるために、マスク吸着用シリンダ１０を伸長させてマスク吸着部１１の磁石７と磁性体ピン８の一体物を基板受けプレート４に形成した穴部４ａに嵌合させた状態を、図３に示す。図３は、図５のステップＳ３のマスク吸着処理時のハンダボール印刷機２０の状態を示す図である。

マスク吸着部用シリンダ１０が矢印で示すように伸長すると、マスク吸着部１１が上昇する。その際、柱状に形成された複数の磁石７と磁性体ピン８の一体物の先端にある磁石７部分が、真っ先にマスク１との距離を短縮し、遂にはマスク１はポスト１５を介して基板２に密着する。ここで、ポスト１５を介して密着しているマスク１と基板２は、その隙間がポスト１５の高さだけであり、基板２の上面に予め塗布されたフラックスがマスク１の下面に付着しないようにしている。したがって、マスク１を磁石７の磁力で吸引する際には、マスク１のポスト１５と基板２が既に接触しているので、マスク１に撓みが発生しない。マスク吸着用シリンダ１０が伸長し切って、磁石７が上昇端まで上昇したらその状態を保持し、マスク１と基板２を確実に密着させる。

上記したように、本実施例では、印刷テーブル用シリンダ１４を用いて基板２をマスク１に接近させる操作と、磁石７を有するマスク吸着部１１が上昇して基板２に接近した後に、磁石７によりマスク１を基板２に吸引させる操作とを分離して実行している。そのため、マスク１を撓ませることなくマスク１と基板２を接触させ、吸着固定することができる。また、ハンダボール印刷機２０の処理状態において基板２の平坦度を維持することも可能になる。

基板２が、ハンダボール印刷可能な状態に位置決め及び固定されたので、図５にステップＳ４で示したハンダボール印刷に移る。図４は、ハンダボール印刷状態を示すハンダボール印刷機２０の正面図である。この図４では、マスク１に予めパターンにしたがって形成されている複数の開孔１ａから基板２のパッド（電極部）１９上に、ハンダボール１８を充填している。

図示しないヘッドの上下駆動機構を駆動し、スキージ（振込ヘッド）３をマスク１の上方の所定位置まで降下させ、スキージ３をマスク１の上面に所定の押圧力で接触させる。スキージ３の幅は、概ね基板２の幅方向と等しいか、基板２の幅よりも大きい。このため、通常、スキージ３を水平方向（基板２の上面に平行な方向）に１回または１往復移動させれば、ハンダボール１８はマスク１の開口部１ａに充填される。しかしながら、確実にマスク１の開口部１ａにハンダボール１８を充填するためには、スキージ３を２往復またはそれ以上移動させてマスク１の開口部１ａに充填させるのがよい。スキージ３を水平方向に移動させるときには、スキージ３に設けた図示しない回転駆動機構を駆動して、スキージ３を回転させる。スキージ３は、毎秒５回転以下と比較的低速で回転している。

このハンダボール印刷におけるハンダボール１８の充填処理以後の処理の詳細を、図６に示したマスク１部の詳細図を用いて説明する。図６(ａ)は、スキージ３が右回転しながら、水平方向（図では右から左方向）に１回だけ移動している途中の図である。ハンダボール１８はマスク１の開口部１ａを通過して、基板２のフラックスを塗布したパッド（電極部）１９上に充填される。

図６(ｂ)は、スキージ３によるハンダボール１８の充填作業が終了した後の状態を示す図である。図５のステップＳ５に示したマスク吸着解除処理と、ステップＳ６に示した基板２がマスク１から離れる版離れ処理を実行中の状態を示す図である。

ステップＳ５の処理を実行するため、図６(ｂ)では図示を省略しているマスク吸着部用シリンダ１０を収縮させて、図の小矢印のようにマスク吸着部１１を下側に移動させる。マスク吸着部１１が下側に移動するにつれて、マスク吸着部１１の磁石７と磁性体ピン８の一体物の先端に配置された磁石７は、マスク１との距離を拡大する。磁石７とマスク１の距離が拡大し続けると、磁石７の吸着力が徐々に解除されるが、マスク１はポスト１５を介して基板２に密着したままであるので、マスク１には撓みが発生しない。

次に、図５のステップＳ６の処理を実行するため、図６(ｂ)では図示を省略している印刷テーブル用シリンダ１４を収縮させ、図の大矢印のように印刷テーブル１２を下側へ移動させる。これに伴って、基板２の上面とマスク１の下面の間の距離が十分に大きくなり、マスク１から基板２が離れた状態となる。

上述したように本実施例によれば、ステップＳ１〜Ｓ６の一連のハンダボール印刷のための動作中に、マスク吸着部１１を下側に移動させる動作と基板載置テーブル６を下側に移動させる動作を独立に実行することができる。その場合、磁石７をマスク１から遠ざけた状態で、基板載置テーブル６の上表面からマスク１を離した状態にすることができる。この状態では、マスク１と基板２が離れており、マスク１に磁石７の吸引力が及ばず、基板載置テーブル６を下降させてもマスク１が撓むおそれがない。

参考のために図７に、磁石７を基板受けプレート７に埋め込んで一体化し、基板２をマスク１から離す従来の処理を示す。図６に相応する図である。図７(ａ)は、印刷処理によって、ハンダボール１８がマスク１の開口１ａを通過しながら、基板２のフラックスを塗布したパッド（電極部）１９上に充填される様子を示している。

ここで、基板２をマスク１から離そうとしても、磁石７とマスク１の裏面に形成されたポスト１５の距離が一定のため、マスク１に磁石７の吸引力が作用して、基板２がマスク１から徐々に離れていく過程において、マスク１が撓み始める。マスク１の開口１ａは、位置精度を向上させるために、ハンダボール１８の外径より若干程度大きいだけなので、マスク１の開口１ａがハンダボール１８に接触することが多くなる。

さらに基板２がマスク１から離れると、磁石７の吸引力よりもマスク１の張力が勝り、図７(ｂ)に示すように撓みが解放される。このとき、マスク１が開口１ａ等で接触していた基板２上のハンダボール１８を動かし、基板２上のパッド１９からハンダボール１８が移動して位置ずれを生じる。または、ハンダボール１８がマスク１に同伴されて、ハンダボール１８が基板２上から消失する（図のＣ、Ｄの状態）。これらは、基板２の品質を低下させる原因となる。また、マスク１の撓みが解放される際には、マスク１に振動が発生する。この振動によりマスク１上の残りのハンダボール１８が、ハンダボール１８の所定保持位置から移動して分散し、次の印刷動作時に有効に使用できない等の悪影響を及ぼす。

これに対して、本実施例に記載のハンダボール印刷機では、マスク１と基板２の接近操作と、マスク吸着部１１を上昇およびマスク１へ接近させて、マスク１に磁石７の吸引力を作用させることを分離している。そのため、マスク１に磁石７の吸引力を作用させない状態で、マスク１と基板２の接近操作や、マスク１と基板２を離す操作（版離れ）が実行可能となる。

次に、図１に示したハンダボール印刷機２０が備えるマスク吸着部１１のいくつかの実施例を、図８及び図９を用いて説明する。図８は、マスク吸着部１１の一実施例の斜視図であり、図１のＡ部詳細図である。マスク吸着部１１では、基板２の裏面側の広範囲に、一様で大きな吸引力を磁石７が作用させることができるよう、多くの磁石７と磁性体ピン８を磁性体板９に配置してマスク吸着部１１を形成している。

具体的には、円柱状の磁石７を、外径が磁石７とほぼ同径であって磁石７よりも軸方向長さが長い磁性体ピン８に単に載置して一体化し、一体化した円柱状の一体物を複数個、矩形状の磁性体板９に単に載置している。そのため本実施例では、ネジなどの締結部材を使わずに、磁性体板９に直立した磁石７と磁性体ピン８からなる円柱状の一体物を多数固定して使用できる。これは、磁性体ピン８と磁性体板９が共に磁性体であるので、磁石７及び磁性体ピン８、磁性体板９を接触させるだけで磁力が伝わり、お互いに固着した状態になることを利用しているからである。

マスク吸引部用シリンダ１０を用いてマスク吸着部１１を上下動させる場合であって、マスク吸引部用シリンダ１０を収縮させる限界(下降状態)では、基板載置テーブル６に固定したマスク吸着部下端ストッパ１６にマスク吸着部１１の底面が接触し、マスク吸着用シリンダ１０が収縮を停止する。

本実施例によれば、マスク吸着部１１が下降状態であっても、磁石７の上端面は基板受けプレート４の下面より上方に位置するので、磁性体ピン８や磁石７が基板受けプレート４から抜け落ちることはない。また、磁石７及び磁性体ピン８、磁性体板９は磁石７が発生する磁力で互いに吸着しているだけでありネジが不要であり、メンテナンス時に多数のネジの脱着作業を省くことができる。さらに、図１において寸法”Ｅ”で示した基板受けプレート４の厚みを、２０mm以上に厚くすることが可能となる。その結果、従来は、プレート厚みが薄いため製作時の剛性が少なく、加工が困難であったが、微小のハンダボールに適した３０μｍ以内の平面精度を有する基板受けプレートを、容易に製作できる。

次に、図１に示すハンダボール印刷機２０に使用するマスク吸着部１１ａの他の実施例を、図９に斜視図で示す。この図９に示したマスク吸着部１１ａが、上記実施例に記載のマスク吸着部１１と異なるのは、円柱状のピン８のおよび円柱状の磁石７の代わりに、水平方向に延びる角柱の磁石７ａとこの磁石７ａを載置する水平方向に延びるバー８ａとしたことにある。そのため、基板載置テーブル６の基板載置プレート４の背面側に形成される穴部４ａは、複数の平行に走る溝形状となっている。

磁性体ピンの数を更に低減すると共に磁力の均一化を図っている。基板２の幅方向に角柱状の磁性体バー８ａの長手方向を沿わせ、この磁性体バー８ａを、基板２の長さ方向(幅方向に直角な方向)に、基板２の長さと同じかそれ以上の範囲を網羅するように複数並べている。磁性体バー８ａの長手方向両端部は、支持板９にねじ等で固定した磁性体の支柱８ｂで支持されている。マスク吸着部用シリンダ１０の収縮端(下降状態)では、上記実施例と同様に、マスク吸引部下端ストッパ１６にマスク吸着部１１ａの底面を当接させて停止させている。

本実施例では、磁石７ａがマスク１を除いて磁性体バー８ａにだけ吸着力を作用させればよく、支持板９ａには吸着力を働かせる必要がない。また、磁石７ａが長く延びているため、磁石７ａ、７ａ間の磁力のばらつきを低減することが可能である。

以上説明した通り、本発明の各実施例によれば、マスクに対する基板の移動操作と、マスクと基板間の磁石による吸着操作とを別個に実施可能としたので、マスク１への吸引力が無い状態で、マスク１と基板２の接近操作およびマスク１と基板２を離す操作（版離れ）を実行できる。その結果、ハンダボール印刷機の印刷及びその前後の処理において、マスク１を変形させること無く、また基板２の平面度を保ちながら、ハンダボール１８の搭載及び版離れが可能となり、ハンダボール１８を基板２に安定して搭載できる。

１…マスク、１ａ…開口、２…基板、３…スキージ、４…基板受けプレート、４ａ…穴部、５…基板受けプレート支持部材、６…基板載置テーブル、７、７ａ…(永久)磁石、８…磁性体ピン(磁性体部材)、８ａ…磁性体バー(磁性体部材)、８ｂ…支柱、９…磁性体板、９ａ…支持板、１０…マスク吸着部用シリンダ(第２の上下動駆動手段)、１１…マスク吸着部、１２…印刷テーブル、１３…ＸＹθステージ、１４…印刷テーブル用シリンダ(第１の上下動駆動手段)、１５…ポスト、１６…マスク吸着部下端ストッパ、１７…真空吸着流路、１８…ハンダボール、１９…パッド(電極部)、２０…ハンダボール印刷機。

Claims (6)

1. スキージを用いて、マスクに形成された複数の開口にハンダボールを嵌入して前記マスクに対向する基板の表面に形成された複数の電極部に前記ハンダボールを搭載するハンダボール印刷機において、
   前記基板を搭載し背面側に複数の穴部が形成された基板載置テーブルと、この基板載置テーブルを搭載したテーブルを水平面内で駆動可能なＸＹθステージおよび上下動駆動可能な第１の上下動駆動手段と、前記基板搭載テーブルの背面に形成した複数の穴部の各々に嵌合可能な永久磁石を含む部材を有するマスク吸着部と、このマスク吸着部を上下動駆動可能であって前記基板載置テーブルの下部に配設された第２の上下動駆動手段とを備え、前記第１の上下駆動手段と前記第２の上下動駆動手段を独立に駆動可能としたことを特徴とするハンダボール印刷機。
2. 前記マスク吸着部が有する前記基板載置テーブルの複数の穴部に嵌合可能な部材は、上下方向に延びる柱状の永久磁石とこの柱状の永久磁石に吸着し上下方向に延びる磁性体の柱状部材とが一体化した複数の柱状物と、この複数の柱状物が吸着する平板とを有すること特徴とする請求項１に記載のハンダボール印刷機。
3. 前記マスク吸着部が有する前記基板載置テーブルの複数の穴部に嵌合可能な部材は、横方向に延びる棒状の永久磁石と、この永久磁石の背面側に配置され前記永久磁石に吸着する磁性体のバーを有しており、前記基板載置グループに形成される複数の穴部は、ほぼ平行な複数の溝であることを特徴とする請求項１に記載のハンダボール印刷機。
4. 前記マスク吸着部が有する前記基板載置テーブルの複数の穴部に嵌合可能な部材は、基板側に位置する永久磁石と反基板側に位置する磁性体部材とを有し、前記永久磁石の磁力による吸着だけで前記磁石及び前記磁性体部材の位置を保持するよう設置されていることを特徴とする請求項１に記載のハンダボール印刷機。
5. 基板印刷テーブルの上下動と独立して駆動可能な前記マスク吸着部を駆動する前記第２の上下動駆動手段は、前記マスク吸着部の最大上昇位置で、前記基板載置テーブルの背面に形成した前記穴部に、前記マスク吸着部が有する前記嵌合可能な部材を嵌合させるものであり、前記マスク吸着部の最大下降位置で、前記基板載置テーブルの前記穴部から前記嵌合可能な部材が抜け出すのを防止するマスク吸着部下端ストッパを設けたことを特徴とする請求項１に記載のハンダボール印刷機。
6. スキージを用いてマスクに形成された複数の開口にハンダボールを嵌入し、前記マスクに対向する基板の表面に形成された複数の電極部に前記ハンダボールを搭載するハンダボール印刷方法において、
   前記基板を載置した基板載置テーブルを、この基板載置テーブルを駆動する第１の上下動駆動手段を用いて上昇させると共に、ＸＹθテーブルを用いて前記基板と前記マスクを位置決めし、その後前記基板載置テーブルの背面側に形成した穴部に嵌合しているマスク吸着部が有する永久磁石と磁性体とで一体化された部材を、第２の上下動駆動手段を用いて当該穴部内で上昇させ、前記永久磁石により前記マスクと前記基板とを吸着することを特徴とするハンダボール印刷方法。

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