JP4187873B2 - Flux supply device for conductive ball mounting device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Packge または、Chip Scale Package)など、導電性ボール(以下、はんだボールという)を実装基板との接続材として用いるパッケージにはんだボールを整列搭載するためのはんだボール搭載装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
たとえば、図14に示すはんだボール搭載装置が提案されている。このはんだボール搭載装置は、容器1内に貯留した複数個のはんだボール2を圧縮ガスを吹き上げて浮遊させるようにしたはんだボール供給部Aと、フラックス槽3内で所定の厚さに掻き均されたフラックス4を供給するフラックス供給部Bと、はんだボール2を搭載すべきパッケージ5を位置決めする搭載部Cと、前記パッケージ5のはんだボール1を搭載する接続端子の配列と同じ配列で複数の吸着穴6aが形成され、配管7を介して真空源8に接続された整列マスク6と、この整列マスク6を前記ボール供給部A、フラックス供給部Bおよび搭載部Cの順に順次移動させる搬送装置Dとを備えている。
【0003】
搬送装置Dにより、図15に示すように、整列マスク6をボール供給部A上に位置決めした状態で、真空源8から配管7を通して整列マスク6に真空圧を供給するとともに、容器1の底部から圧縮ガスを吹き出させて内部のはんだボール2を整列マスク6に向けて吹き上げて浮遊させ、整列マスク6の吸着穴6aにはんだボール2を吸着させる。
【0004】
整列マスク6に所定数のはんだボール2が吸着されると、搬送装置Dは、図16に示すように、整列マスク6をフラックス供給部Bの上方に移動させた後、図17に示すように、整列マスク6を下降させ、整列マスク6に吸着されたはんだボール2の下端部をフラックス4に浸漬させ、はんだボール2にフラックス4を塗布させる。
【0005】
はんだボール2にフラックス4が塗布されると、搬送装置Dは、図18に示すように、整列マスク6を搭載部Cの上方に、はんだボール2がパッケージ5の接続端子5aと対向するように移動させた後、はんだボール2をパッケージ5の接続端子に押し付ける。そして、整列マスク6に供給されている真空圧を遮断し、整列マスク6からはんだボール2を解放してパッケージ5にはんだボール2を搭載する。このとき、図19に示すように、はんだボール2は、フラックス4の粘着力によりパッケージ5の接続端子5aに保持される。
【0006】
はんだボール2を保持したパッケージ5を加熱(リフロー)することにより、はんだボール2を溶かし、たとえば、100〜300個のはんだバンプ(接続用突起)を一度に形成する。
【0007】
また、他のはんだボール搭載方法として、図20に示すように、パッケージの接続端子と同じ配列で複数の転写ピン9を備えた転写治具10を用い、フラックス槽3内で予め掻き均されたフラックス4を転写ピン9の先端で取り出し、図21に示すように、転写ピンの先端に付着したフラックスをパッケージ5の接続端子5aに転写し、その上に、図22に示すように、整列マスク6に吸着されたはんだボール2を搭載するようにしたものもある。
【0008】
前記の各はんだボールの搭載工程において、はんだボールにフラックスを塗布する際、はんだボールをフラックス槽の底面に接触させてフラックスを供給する方法と、接触させないで供給する方法があるが、いずれの方法であっても、はんだボールに適正量のフラックスを供給することが求められている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
たとえば、ゲル状のフラックスを用いた場合、使用開始から一定期間はフラックスの粘度が低下し、その後粘度が上昇する傾向がある。フラックスの粘度が変化するのに伴って、フラックスの表面張力が変化するため、図23に示すように、フラックス槽3の底面と所定の間隔Hに設定されたスキージ9でフラックス4を掻き均しても、フラックス4の膜厚Tがばらつくことになる。
【0010】
掻き均されたフラックスの膜厚Tがばらつくと、図24に示すように、はんだボール2をフラックス槽3の底面に接触させても、はんだボール2に供給されるフラックス4の量がばらつくことになる。また、図25に示すように、はんだボール2をフラックス槽3の底面に接触させない場合には、はんだボール2にフラックス4が供給されないこともある。
【0011】
はんだボールに対するフラックスの付着量が少ないと、パッケージに搭載されたとき、フラックスの粘着力によるはんだボールの保持力が小さくなり、はんだボールの保持が不安定になるだけでなく、リフロー工程におけるはんだ表面の酸化物の除去が不完全となり、はんだ付け不良が発生する。また、はんだボールに対するフラックスの付着量が多くなると、リフロー後の洗浄工程でフラックスを完全に除去できないものがでる等不良の原因になる。
【0012】
上記の事情に鑑み、本発明の目的は、フラックスの表面位置を検出して、常に一定量のフラックスを供給することができるようにしたはんだボール搭載装置におけるフラックス供給装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本出願の請求項1に記載の発明は、パッケージに形成された接続端子と同じ配列で吸着用の穴が形成された整列マスクで導電性ボールを吸着した後、フラックスの粘着力により導電性ボールを前記パッケージの接続端子に搭載するようにした導電性ボール搭載装置におけるフラックス供給装置において、ゲル状のフラックスを収容するフラックス槽と、フラックス槽に沿って移動して所定の厚さのフラックス膜を形成するスキージと、前記フラックス槽に形成されたフラックス膜の表面と所定の間隔で配置され、フラックス膜の厚さを検出するセンサを設けた。
【0014】
また、請求項2に記載の発明は、パッケージに形成された接続端子と同じ配列で吸着用の穴が形成された整列マスクで導電性ボールを吸着した後、フラックスの粘着力により導電性ボールを前記パッケージの接続端子に搭載するようにした導電性ボール搭載装置におけるフラックス供給装置において、ゲル状のフラックスを収容するフラックス槽と、所定の間隔で、前記フラックス槽との間隔を調整可能に配置され、それぞれフラックス槽に沿って移動して所定の厚さのフラックス膜を形成する一対のスキージと、前記フラックス槽に形成されたフラックス膜の表面と所定の間隔で配置され、フラックス膜の厚さを検出するセンサを設けた。
【0015】
さらに、請求項3に記載の発明は、請求項1もしくは請求項2に記載の発明において、前記フラックス槽のフラックス膜形成領域の両端部に、少なくとも導電性ボールの直径より大きい段差で低くなっている段差部を形成し、フラックス膜形成領域と段差部の接続面が、フラックス膜形成領域の下方に侵入する傾斜面で形成した。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1ないし図12は、本発明の第1の実施の形態を示すもので、図1は、本発明によるフラックス塗布装置の側面図、図2は、図1のA矢視図、図3は、図1のB矢視図、図4は、フラックス槽とスキージおよびセンサの関係を示す平面図、図5は、フラックス槽の正面断面図、図6は、フラックス槽の段差部を示す拡大図、図7は、センサによるフラックス表面の検出経路の一例を示す平面図、図8は、センサによるフラックス表面の検出状態を示す正面図、図9は、フラックス膜の厚さを制御するための制御系統図、図10は、センサによる検出方法とその出力を示す説明図、図11は、掻き均されたフラックスの表面に発生する異常の一例を示し、(a)は平面図、(b)は拡大図、第12図は、センサによる出力の一例を示す特性図である。
【0017】
図1ないし図4において、21はベースプレート。22は支柱で、ベースプレート21に所定の間隔で立設されている。23はフラックスベースで、支柱22に固定されている。24はフラックス槽で、フラックスベース23に固定されている。25はブラケットで、フラックス槽24と平行にベースプレート21に固定されている。
【0018】
26は直線案内装置のレールで、ブラケット25に固定されている。27は直線案内装置のベアリングで、レール26に摺動可能に支持されている。28は送りねじで、レール26と平行に、一対の軸受け29を介してブラケット25に回転可能に支持されている。30はモータで、ブラケット31を介してブラケット25に固定され、ジョイント32を介して送りねじ28と結合されている。
【0019】
33はスライダで、送りねじ28が螺合するナットが形成され、ベアリング27に固定されている。34はプレートで、スライダ33の上端に固定されている。
【0020】
35は直線案内手段のレールで、プレート34に固定されている。36は直線案内手段のベアリングで、レール35に摺動可能に固定されている。37はモータで、ブラケット38を介してスライダ33に固定されている。39は送りねじで、ジョイント40を介してモータ37に結合されている。
【0021】
41はスライダで、送りねじ39が螺合するナットが形成され、ベアリング36に固定されている。42は取付プレートで、スライダ41の一端に固定されている。43はセンサで、フラックス槽24と対向するように取付プレート42に固定されている。
【0022】
44は直線案内装置のレールで、ブラケット25に固定されている。45は直線案内装置のベアリングで、レール44に摺動可能に支持されている。46は送りねじで、レール44と平行に、一対の軸受け47を介してブラケット25に回転可能に支持されている。48はモータで、ブラケット49を介してブラケット25に固定され、ジョイント50を介して送りねじ46と結合されている。
【0023】
51はスライダで、送りねじ46と螺合するナットが形成され、ベアリング45に固定されている。
【0024】
52は直線案内装置のレールで、スライダ51に固定されている。53は直線案内装置のベアリングで、レール52に摺動可能に支持されている。54はモータで、ブラケット55を介してスライダ51の上端に固定されている。56は送りねじで、モータ54に結合されている。
【0025】
57はスライダで、送りねじ56に螺合するナットが形成され、ベアリング53に固定されている。58、59はエアシリンダで、所定の間隔でスライダ57に固定されている。60、61はスキージで、それぞれエアシリンダ58、59に固定されている。
【0026】
図5、図6において、スラックス槽24は、所定の厚さのフラックス膜を形成する領域の両端に、少なくともはんだボール2の直径より大きい高さの段差部24Aが形成されている。そして、フラックス膜形成領域と段差部24Aは、たとえば、スキージ61で押されたはんだボール2がフラックス膜形成領域の下方に侵入するように、傾斜面24Bで接続されている。
【0027】
前記モータ30、37の作動により、センサ43は、図7、図8に示すように、フラックス槽24のフラックス膜形成領域内を走査して、フラックス膜の厚さを測定する。
【0028】
図9において、62は加算器で、予め設定されたフラックスの膜厚とセンサ43の出力を増幅するアンプ67の出力とを比較して、その差を出力する。63は制御装置で、加算器62の出力に基づいて、スキージの移動方向、移動量などを求めるコントローラ64と、このコントローラ64の指令に基づいて移動速度を制御する速度制御系65と、位置を制御する位置制御系66を備え、モータ54を駆動してスキージ60、61の位置を制御する。
【0029】
図10は、半導体レーザを用いたセンサ43を示し、半導体レーザ43Aから発振されたレーザ光をレンズ43Bでフラックス4の表面に照射し、その反射光をレンズ43Cで光電変換素子43D上に集光させる用に構成されている。このとき、フラックス4の表面の高さにより、(b)に示すように、光電変換素子43D上の集光位置のずれによりフラックス4の表面の位置を検出する。
【0030】
このような構成で、スキージ60、61がフラックス槽24の段差部24Aの上方にある状態で、モータ54を作動させ、スライダ57を移動させてスキージ60、61を、フラックス槽24の底面から予め設定された高さ位置へ移動させる。
【0031】
シリンダ59を作動させ、図3に示すように、スライダ51の移動方向前方のスキージ61を上昇させた後、モータ48を作動させて、スライダ51をモータ48側へ移動させる。すると、フラックス槽24内のフラックス4は、スキージ60により掻き均される。
【0032】
この状態で、モータ30、37を作動させ、センサ43を図7に示すように移動させ、フラックス4の表面の高さ、すなわちフラックス4の膜厚を測定する。測定の結果、フラックス4の膜厚が許容範囲内であれば、はんだボールに対するフラックス4の供給を行う。
【0033】
フラックス4の膜厚が許容範囲外であれば、測定結果がフィードバックされている制御装置63によりモータ54を制御して、再び、フラックス4を掻き均し再度フラックスの膜厚の測定を行う操作を繰り返し、フラックス4の膜厚を許容値内に制御する。
【0034】
スキージ60、61でフラックス4を掻き均したとき、フラックス4上に比較的大きい異物(たとえば、整列マスクから脱落したはんだボールなど)が落下していると、フラックス4の表面に図11に示すような溝4Aが発生することがある。このような溝4Aは、図12に示すように、センサ43で検出される。したがって、センサ43の出力が1点でも許容偏差を超えた場合には、フラックス4を再度掻き均すことにより、はんだボールへフラックスを均一に供給することができる。
【0035】
フラックス4とともにフラックス槽24の段差部24Aに移動した異物は、図5、図6に示すように、スキージ60、61の移動方向前面に形成された傾斜面により、斜め下方に押されるため、段差部24Aに溜まっているフラックス4内に沈み込み、さらに、スキージ61、60が逆方向に移動する際、異物はフラックス槽24の傾斜面24Bに捕捉され、段差部24Aの底部に向けて沈み込む。
【0036】
上記のように、フラックス4の表面の位置を検出して、フラックス4の表面の高さが許容範囲内にあるときのみ、はんだボールにフラックス4を供給するようにしたので、はんだボールに適正な量のフラックスを供給することができる。
【0037】
図13は、本発明に用いるセンサの他の実施の形態を示すもので、(a)はセンサの正面断面図、(b)はその出力の特性図である。
【0038】
同図において、70はエアノズル。71は圧力センサで、エアノズル70内の圧力を測定する。
【0039】
このような構成で、エアノズル70の吹き出し口をフラックス4の表面に近づけると、その距離に対応してエアノズル70内の圧力が変化する。この圧力の変化は、エアノズル70の吹き出し口とフラックス4の間隔をSとすると、(b)にしめすようになり、エアノズル70の先端とフラックス4の表面の間隔を検出することができる。
【0040】
なお、上記の実施の形態では、フラックス槽に対してセンサ43を移動させるようにしているが、センサ43を固定して、1点のみでフラックスの表面位置を検出するようにしてもよい。
【0041】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、スキージで掻き均されたフラックスの表面の高さを検出して、フラックスの表面の高さが許容範囲内にあるとき、フラックスを供給するようにしたので、はんだボールに一定量のフラックスを供給することができる。
【0042】
また、フラックス内に混入した異物を検出することができる。さらに、フラックス内に混入した異物をフラックス膜形成領域から排除し、フラックス槽の段差部に沈み込ませることができるので、はんだ付け不良や洗浄不良の発生を未然に防止することができる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるフラックス塗布装置の側面図。
【図2】図1のA矢視図。
【図3】図1のB矢視図。
【図4】フラックス槽とスキージおよびセンサの関係を示す平面図。
【図5】フラックス槽の正面断面図。
【図6】フラックス槽の段差部を示す拡大図。
【図7】センサによるフラックス表面の検出経路の一例を示す平面図。
【図8】センサによるフラックス表面の検出状態を示す正面図。
【図9】フラックス膜の厚さを制御するための制御系統図。
【図10】センサによる検出方法とその出力を示す説明図。
【図11】掻き均されたフラックスの表面に発生する異常の一例を示し、(a)は平面図、(b)は拡大図。
【図12】センサによる出力の一例を示す特性図。
【図13】本発明に用いるセンサの他の実施の形態を示すもので、(a)はセンサの正面断面図、(b)はその出力の特性図。
【図14】本発明を適用するはんだボール搭載装置の一例を示す構成図。
【図15】はんだボールの吸着工程を示す工程図。
【図16】フラックス塗布工程を示す工程図。
【図17】フラックス塗布工程を示す工程図。
【図18】搭載工程を示す工程図。
【図19】パッケージにはんだボールが搭載された状態を示す拡大図。
【図20】他のはんだボール搭載方法におけるフラックス供給工程を示す工程図。
【図21】他のはんだボール搭載方法におけるフラックス供給工程を示す工程図。
【図22】他のはんだボール搭載方法におけるはんだボール搭載工程を示す工程図。
【図23】フラックス搭載工程におけるフラックスの掻き均し状態を示す拡大図。
【図24】フラックス塗布工程における課題を示す拡大図。
【図25】フラックス塗布工程における課題を示す拡大図。
【符号の説明】
2…はんだボール、4…フラックス、5…パッケージ、5a…接続端子、
6…整列マスク、6a…穴、24…フラックス槽、43…センサ、
60、61…スキージ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention aligns and mounts solder balls on a package using conductive balls (hereinafter referred to as solder balls) as connecting materials to a mounting substrate such as BGA (Ball Grid Array), CSP (Chip Size Package) or Chip Scale Package (CSP). The present invention relates to a solder ball mounting apparatus.
[0002]
[Prior art]
For example, a solder ball mounting apparatus shown in FIG. 14 has been proposed. In this solder ball mounting device, a plurality of solder balls 2 stored in a container 1 are agitated to a predetermined thickness in a solder ball supply section A in which a compressed gas is blown up and floated, and in a flux tank 3. A plurality of adsorptions in the same arrangement as the arrangement of the flux supply section B for supplying the flux 4, the mounting section C for positioning the package 5 on which the solder balls 2 are to be mounted, and the connection terminals for mounting the solder balls 1 of the package 5 An alignment mask 6 in which holes 6a are formed and connected to a vacuum source 8 via a pipe 7, and a transfer device D that sequentially moves the alignment mask 6 in the order of the ball supply unit A, the flux supply unit B, and the mounting unit C. And.
[0003]
As shown in FIG. 15, while the alignment mask 6 is positioned on the ball supply unit A by the transfer device D, vacuum pressure is supplied to the alignment mask 6 from the vacuum source 8 through the pipe 7, and from the bottom of the container 1. The compressed gas is blown out, and the solder balls 2 inside are blown up and floated toward the alignment mask 6, and the solder balls 2 are adsorbed in the suction holes 6 a of the alignment mask 6.
[0004]
When a predetermined number of solder balls 2 are attracted to the alignment mask 6, the transfer device D moves the alignment mask 6 above the flux supply unit B as shown in FIG. 16, and then as shown in FIG. 17. Then, the alignment mask 6 is lowered, the lower end portion of the solder ball 2 adsorbed on the alignment mask 6 is immersed in the flux 4, and the flux 4 is applied to the solder ball 2.
[0005]
When the flux 4 is applied to the solder balls 2, the transfer device D causes the alignment mask 6 to be positioned above the mounting portion C and the solder balls 2 to face the connection terminals 5a of the package 5 as shown in FIG. After the movement, the solder ball 2 is pressed against the connection terminal of the package 5. Then, the vacuum pressure supplied to the alignment mask 6 is cut off, the solder balls 2 are released from the alignment mask 6, and the solder balls 2 are mounted on the package 5. At this time, as shown in FIG. 19, the solder balls 2 are held on the connection terminals 5 a of the package 5 by the adhesive force of the flux 4.
[0006]
By heating (reflowing) the package 5 holding the solder balls 2, the solder balls 2 are melted, and, for example, 100 to 300 solder bumps (connection protrusions) are formed at a time.
[0007]
Further, as another solder ball mounting method, as shown in FIG. 20, a transfer jig 10 having a plurality of transfer pins 9 in the same arrangement as the connection terminals of the package was used, and the solder balls were scraped in advance in the flux tank 3. The flux 4 is taken out at the tip of the transfer pin 9, and the flux adhering to the tip of the transfer pin is transferred to the connection terminal 5a of the package 5 as shown in FIG. 21, and then the alignment mask as shown in FIG. In some cases, the solder balls 2 adsorbed by the solder 6 are mounted.
[0008]
In each solder ball mounting step, when flux is applied to the solder balls, there are a method of supplying the flux by bringing the solder balls into contact with the bottom surface of the flux tank and a method of supplying the solder balls without contacting them. Even so, it is required to supply an appropriate amount of flux to the solder balls.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
For example, when a gel-like flux is used, the viscosity of the flux decreases for a certain period from the start of use, and then the viscosity tends to increase. Since the surface tension of the flux changes as the flux viscosity changes, the flux 4 is scraped and averaged with the squeegee 9 set at a predetermined distance H from the bottom surface of the flux tank 3 as shown in FIG. However, the film thickness T of the flux 4 varies.
[0010]
If the film thickness T of the scraped and averaged flux varies, the amount of the flux 4 supplied to the solder balls 2 varies even when the solder balls 2 are brought into contact with the bottom surface of the flux tank 3 as shown in FIG. Become. In addition, as shown in FIG. 25, when the solder ball 2 is not brought into contact with the bottom surface of the flux tank 3, the flux 4 may not be supplied to the solder ball 2.
[0011]
If the amount of flux adhering to the solder balls is small, not only the solder ball holding force due to the adhesive force of the flux will be reduced when mounted on the package, the solder ball holding becomes unstable, but also the solder surface in the reflow process Incomplete removal of oxides causes poor soldering. Further, if the amount of flux attached to the solder balls is increased, it may cause defects such as the flux that cannot be completely removed in the cleaning process after reflow.
[0012]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a flux supply device in a solder ball mounting device that can detect the surface position of a flux and always supply a constant amount of flux.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 of the present application, after adsorbing the conductive balls with an alignment mask in which holes for adsorption are formed in the same arrangement as the connection terminals formed in the package, In the flux supply device in the conductive ball mounting device in which the conductive balls are mounted on the connection terminals of the package by the adhesive force of the flux, the flux bath containing the gel-like flux, and moving along the flux bath A squeegee for forming a flux film having a predetermined thickness and a sensor for detecting the thickness of the flux film are provided at a predetermined distance from the surface of the flux film formed in the flux tank.
[0014]
According to the second aspect of the present invention, after the conductive balls are adsorbed by an alignment mask having the same arrangement as the connection terminals formed on the package and the holes for adsorption are formed, the conductive balls are attracted by the adhesive force of the flux. In the flux supply device in the conductive ball mounting device mounted on the connection terminal of the package, the flux tank accommodating the gel-like flux and the gap between the flux tank are arranged to be adjustable at a predetermined interval. A pair of squeegees that move along the flux tank to form a flux film having a predetermined thickness, and are arranged at a predetermined distance from the surface of the flux film formed in the flux tank, A sensor for detection was provided.
[0015]
Furthermore, the invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or claim 2, wherein both ends of the flux film forming region of the flux tank are lowered by a step larger than the diameter of the conductive ball. The step portion is formed, and the connection surface between the flux film forming region and the step portion is formed by an inclined surface that penetrates below the flux film forming region.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 12 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view of a flux coating apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 1 is a plan view showing the relationship between the flux tank, the squeegee and the sensor, FIG. 5 is a front sectional view of the flux tank, and FIG. 6 is an enlarged view showing the step portion of the flux tank. FIG. 7 is a plan view showing an example of a flux surface detection path by the sensor, FIG. 8 is a front view showing a detection state of the flux surface by the sensor, and FIG. 9 is a control for controlling the thickness of the flux film. System diagram, FIG. 10 is an explanatory diagram showing the detection method by the sensor and its output, FIG. 11 shows an example of an abnormality occurring on the surface of the scraped and averaged flux, (a) is a plan view, and (b) is a plan view. Enlarged view, Fig. 12 is a characteristic diagram showing an example of output from the sensor A.
[0017]
1 to 4, reference numeral 21 denotes a base plate. Reference numeral 22 denotes a support, which is erected on the base plate 21 at a predetermined interval. A flux base 23 is fixed to the support 22. A flux tank 24 is fixed to the flux base 23. A bracket 25 is fixed to the base plate 21 in parallel with the flux tank 24.
[0018]
Reference numeral 26 denotes a rail of the linear guide device, which is fixed to the bracket 25. Reference numeral 27 denotes a bearing of a linear guide device, which is slidably supported on the rail 26. A feed screw 28 is rotatably supported by the bracket 25 via a pair of bearings 29 in parallel with the rail 26. A motor 30 is fixed to the bracket 25 via a bracket 31 and is coupled to the feed screw 28 via a joint 32.
[0019]
A slider 33 is formed with a nut into which the feed screw 28 is screwed, and is fixed to the bearing 27. A plate 34 is fixed to the upper end of the slider 33.
[0020]
Reference numeral 35 denotes a rail of the linear guide means, which is fixed to the plate 34. Reference numeral 36 denotes a bearing of linear guide means, which is slidably fixed to the rail 35. A motor 37 is fixed to the slider 33 via a bracket 38. A feed screw 39 is coupled to the motor 37 via a joint 40.
[0021]
A slider 41 is formed with a nut to which the feed screw 39 is screwed, and is fixed to the bearing 36. A mounting plate 42 is fixed to one end of the slider 41. A sensor 43 is fixed to the mounting plate 42 so as to face the flux tank 24.
[0022]
Reference numeral 44 denotes a rail of the linear guide device, which is fixed to the bracket 25. Reference numeral 45 denotes a bearing of a linear guide device, which is slidably supported on the rail 44. A feed screw 46 is rotatably supported by the bracket 25 via a pair of bearings 47 in parallel with the rail 44. A motor 48 is fixed to the bracket 25 via a bracket 49 and is connected to the feed screw 46 via a joint 50.
[0023]
A slider 51 is formed with a nut screwed with the feed screw 46 and fixed to the bearing 45.
[0024]
Reference numeral 52 denotes a rail of the linear guide device, which is fixed to the slider 51. 53 is a bearing of the linear guide device, and is slidably supported on the rail 52. A motor 54 is fixed to the upper end of the slider 51 via a bracket 55. A feed screw 56 is coupled to the motor 54.
[0025]
A slider 57 is formed with a nut screwed to the feed screw 56 and is fixed to the bearing 53. 58 and 59 are air cylinders, which are fixed to the slider 57 at predetermined intervals. Reference numerals 60 and 61 denote squeegees, which are fixed to air cylinders 58 and 59, respectively.
[0026]
5 and 6, the slack tank 24 is formed with step portions 24A having a height larger than the diameter of the solder balls 2 at both ends of a region where a flux film having a predetermined thickness is formed. The flux film forming region and the stepped portion 24A are connected by the inclined surface 24B so that, for example, the solder ball 2 pushed by the squeegee 61 enters below the flux film forming region.
[0027]
By the operation of the motors 30 and 37, the sensor 43 scans the flux film formation region of the flux tank 24 and measures the thickness of the flux film, as shown in FIGS.
[0028]
In FIG. 9, 62 is an adder that compares a preset film thickness of the flux with the output of the amplifier 67 that amplifies the output of the sensor 43, and outputs the difference. Reference numeral 63 denotes a control device, which is based on the output of the adder 62, a controller 64 for determining the moving direction and amount of movement of the squeegee, a speed control system 65 for controlling the moving speed based on the command of the controller 64, and the position. A position control system 66 for controlling is provided, and the motor 54 is driven to control the positions of the squeegees 60 and 61.
[0029]
FIG. 10 shows a sensor 43 using a semiconductor laser. The laser beam oscillated from the semiconductor laser 43A is irradiated onto the surface of the flux 4 by the lens 43B, and the reflected light is condensed on the photoelectric conversion element 43D by the lens 43C. It is configured to let you. At this time, the position of the surface of the flux 4 is detected from the height of the surface of the flux 4 as shown in FIG.
[0030]
With such a configuration, in a state where the squeegees 60 and 61 are above the stepped portion 24A of the flux tank 24, the motor 54 is operated and the slider 57 is moved to move the squeegees 60 and 61 from the bottom surface of the flux tank 24 in advance. Move to the set height position.
[0031]
As shown in FIG. 3, the cylinder 59 is actuated to raise the squeegee 61 forward in the moving direction of the slider 51, and then the motor 48 is actuated to move the slider 51 to the motor 48 side. Then, the flux 4 in the flux tank 24 is scraped and averaged by the squeegee 60.
[0032]
In this state, the motors 30 and 37 are operated, the sensor 43 is moved as shown in FIG. 7, and the height of the surface of the flux 4, that is, the film thickness of the flux 4 is measured. As a result of the measurement, if the film thickness of the flux 4 is within an allowable range, the flux 4 is supplied to the solder balls.
[0033]
If the film thickness of the flux 4 is outside the allowable range, the control unit 63 to which the measurement result is fed back controls the motor 54 to scrape the flux 4 again and measure the film thickness of the flux again. Repeatedly, the film thickness of the flux 4 is controlled within an allowable value.
[0034]
When the flux 4 is scraped and averaged with the squeegees 60 and 61, if a relatively large foreign matter (for example, a solder ball dropped from the alignment mask) is dropped on the flux 4, as shown in FIG. 11 on the surface of the flux 4. 4A may be generated. Such a groove 4A is detected by a sensor 43 as shown in FIG. Accordingly, when the output of the sensor 43 exceeds the allowable deviation even at one point, the flux can be uniformly supplied to the solder balls by scraping the flux 4 again.
[0035]
As shown in FIGS. 5 and 6, the foreign matter that has moved to the stepped portion 24 </ b> A of the flux tank 24 together with the flux 4 is pushed obliquely downward by the inclined surface formed on the front surface in the moving direction of the squeegees 60 and 61. When the squeegees 61 and 60 move in the opposite direction, the foreign matter is captured by the inclined surface 24B of the flux tank 24 and sinks toward the bottom of the stepped portion 24A. .
[0036]
As described above, the position of the surface of the flux 4 is detected, and the flux 4 is supplied to the solder ball only when the height of the surface of the flux 4 is within the allowable range. An amount of flux can be supplied.
[0037]
FIG. 13 shows another embodiment of the sensor used in the present invention, in which (a) is a front sectional view of the sensor and (b) is a characteristic diagram of its output.
[0038]
In the figure, 70 is an air nozzle. Reference numeral 71 denotes a pressure sensor that measures the pressure in the air nozzle 70.
[0039]
With such a configuration, when the outlet of the air nozzle 70 is brought close to the surface of the flux 4, the pressure in the air nozzle 70 changes corresponding to the distance. This change in pressure is represented by (b), where S is the distance between the air nozzle 70 outlet and the flux 4, and the distance between the tip of the air nozzle 70 and the surface of the flux 4 can be detected.
[0040]
In the above embodiment, the sensor 43 is moved with respect to the flux tank. However, the sensor 43 may be fixed and the surface position of the flux may be detected only at one point.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the height of the flux surface scraped with the squeegee is detected, and the flux is supplied when the height of the flux surface is within an allowable range. A certain amount of flux can be supplied to the solder balls.
[0042]
Moreover, the foreign material mixed in the flux can be detected. Furthermore, foreign matter mixed in the flux can be removed from the flux film formation area and submerged in the stepped part of the flux tank, so that it is possible to prevent the occurrence of poor soldering and poor cleaning. easy explanation】
FIG. 1 is a side view of a flux application device according to the present invention.
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow B in FIG.
FIG. 4 is a plan view showing the relationship between a flux tank, a squeegee, and a sensor.
FIG. 5 is a front sectional view of a flux tank.
FIG. 6 is an enlarged view showing a step portion of the flux tank.
FIG. 7 is a plan view showing an example of a flux surface detection path by a sensor.
FIG. 8 is a front view showing a detection state of a flux surface by a sensor.
FIG. 9 is a control system diagram for controlling the thickness of the flux film.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a detection method by a sensor and its output.
FIGS. 11A and 11B show an example of an abnormality that occurs on the surface of the scraped and averaged flux, where FIG. 11A is a plan view and FIG. 11B is an enlarged view;
FIG. 12 is a characteristic diagram showing an example of output from a sensor.
13A and 13B show another embodiment of the sensor used in the present invention, in which FIG. 13A is a front sectional view of the sensor, and FIG. 13B is a characteristic diagram of its output.
FIG. 14 is a configuration diagram showing an example of a solder ball mounting apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 15 is a process diagram showing a solder ball adsorption process;
FIG. 16 is a process diagram showing a flux application process.
FIG. 17 is a process diagram showing a flux application process.
FIG. 18 is a process diagram showing a mounting process.
FIG. 19 is an enlarged view showing a state in which solder balls are mounted on the package.
FIG. 20 is a process diagram showing a flux supply process in another solder ball mounting method.
FIG. 21 is a process diagram showing a flux supply process in another solder ball mounting method;
FIG. 22 is a process diagram showing a solder ball mounting process in another solder ball mounting method;
FIG. 23 is an enlarged view showing the state of flux scraping in the flux loading process.
FIG. 24 is an enlarged view showing a problem in a flux application process.
FIG. 25 is an enlarged view showing a problem in the flux application process.
[Explanation of symbols]
2 ... solder balls, 4 ... flux, 5 ... package, 5a ... connection terminals,
6 ... Alignment mask, 6a ... Hole, 24 ... Flux tank, 43 ... Sensor,
60, 61 ... Squeegee.

Claims (2)

パッケージに形成された接続端子と同じ配列で吸着用の穴が形成された整列マスクで導電性ボールを吸着した後、フラックスの粘着力により導電性ボールを前記パッケージの接続端子に搭載するようにした導電性ボール搭載装置におけるフラックス供給装置であって、ゲル状のフラックスを収容するフラックス槽と、フラックス槽に沿って移動して所定の厚さのフラックス膜を形成するスキージと、前記フラックス槽に形成されたフラックス膜の表面と所定の間隔で配置され、フラックス膜の厚さを検出するセンサを設けた導電性ボール搭載装置におけるフラックス供給装置において、
前記フラックス槽のフラックス膜形成領域の両端部に、少なくとも導電性ボールの直径より大きい段差で低くなっている段差部を形成し、フラックス膜形成領域と段差部の接続面が、フラックス膜形成領域の下方に侵入する傾斜面で形成されていることを特徴とする導電性ボール搭載装置におけるフラックス供給装置。
After adsorbing the conductive balls with an alignment mask in which holes for adsorption are formed in the same arrangement as the connection terminals formed on the package, the conductive balls are mounted on the connection terminals of the package by the adhesive force of the flux. A flux supply device in a conductive ball mounting device , which is formed in a flux tank that contains a gel-like flux, a squeegee that moves along the flux tank to form a flux film of a predetermined thickness, and the flux tank In the flux supply device in the conductive ball mounting device provided with a sensor for detecting the thickness of the flux film, which is arranged at a predetermined interval from the surface of the flux film formed ,
At both ends of the flux film forming region of the flux tank, a stepped portion that is lower by at least a step larger than the diameter of the conductive ball is formed, and a connection surface between the flux film forming region and the stepped portion is the flux film forming region. A flux supply device in a conductive ball mounting device, wherein the flux supply device is formed with an inclined surface that penetrates downward.
パッケージに形成された接続端子と同じ配列で吸着用の穴が形成された整列マスクで導電性ボールを吸着した後、フラックスの粘着力により導電性ボールを前記パッケージの接続端子に搭載するようにした導電性ボール搭載装置におけるフラックス供給装置であって、ゲル状のフラックスを収容するフラックス槽と、所定の間隔で、前記フラックス槽との間隔を調整可能に配置され、それぞれフラックス槽に沿って移動して所定の厚さのフラックス膜を形成する一対のスキージと、前記フラックス槽に形成されたフラックス膜の表面と所定の間隔で配置され、フラックス膜の厚さを検出するセンサを設けた導電性ボール搭載装置におけるフラックス供給装置において、
前記フラックス槽のフラックス膜形成領域の両端部に、少なくとも導電性ボールの直径より大きい段差で低くなっている段差部を形成し、フラックス膜形成領域と段差部の接続面が、フラックス膜形成領域の下方に侵入する傾斜面で形成されていることを特徴とする導電性ボール搭載装置におけるフラックス供給装置。
After adsorbing the conductive balls with an alignment mask in which holes for adsorption are formed in the same arrangement as the connection terminals formed on the package, the conductive balls are mounted on the connection terminals of the package by the adhesive force of the flux. met flux supply device in the conductive ball mounting apparatus, and a flux bath containing a gel-like flux, at predetermined intervals, said adjustably position the distance between the flux bath, move respectively along the flux tank A pair of squeegees that form a flux film of a predetermined thickness, and a conductive sensor that is disposed at a predetermined distance from the surface of the flux film formed in the flux tank and detects the thickness of the flux film. In the flux supply device in the ball mounting device ,
At both ends of the flux film forming region of the flux tank, a stepped portion that is lower by at least a step larger than the diameter of the conductive ball is formed, and a connection surface between the flux film forming region and the stepped portion is the flux film forming region. A flux supply device in a conductive ball mounting device, wherein the flux supply device is formed with an inclined surface that penetrates downward.
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