JP4899125B2 - Method and apparatus for mounting conductive ball - Google Patents

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Description

本発明は、被搭載物上に所定のパターンで形成されている搭載箇所に合わせて貫通孔が設けられた配列マスクを用いて導電性ボールを被搭載物の搭載箇所に搭載する方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a method and an apparatus for mounting a conductive ball on a mounting location of a mounting object using an array mask provided with a through hole in accordance with a mounting location formed in a predetermined pattern on the mounting object. Is.

被搭載物上に所定のパターンで形成されている搭載箇所に合わせて貫通孔が設けられた配列マスクを用いて導電性ボールを被搭載物の搭載箇所に搭載する装置や方法として、特許文献1に示されるように多数の導電性ボールを収容するボール溜まりが、配列治具上を移動することにより導電性ボールを配列する装置や方法が存在した。   Patent Document 1 discloses an apparatus and method for mounting a conductive ball on a mounting position of a mounting object using an array mask provided with a through hole in accordance with a mounting position formed in a predetermined pattern on the mounting object. As shown in FIG. 2, there has been an apparatus and a method for arranging conductive balls by moving a ball reservoir containing a large number of conductive balls on an arrangement jig.

しかし、特許文献1記載の導電性ボールの搭載方法及び搭載装置で採用されるボールカップの移動による落とし込み方式では、どうしてもボールカップと配列マスクとの間に導電性ボールの噛み込みが発生してしまうものであった。また、導電性ボールの径が小さくなればなるほどボールカップと配列マスクとの間隙、配列マスクの平面度、ボールカップの水平移動等に高精度が要求され、精度が悪いとボールカップと配列マスクの間から導電性ボールが漏れ出て落とし込みできなくなるという危険もあった。   However, in the dropping method by the movement of the ball cup adopted in the mounting method and mounting device of the conductive ball described in Patent Document 1, the conductive ball is inevitably caught between the ball cup and the array mask. It was a thing. In addition, the smaller the diameter of the conductive ball, the higher the accuracy required for the gap between the ball cup and the arrangement mask, the flatness of the arrangement mask, the horizontal movement of the ball cup, and the like. There was also a risk that the conductive balls leaked out and could not be dropped.

そこで、導電性ボールの噛み込みの発生を防止するため、特許文献2に示されるように、ボールカップ(特許文献2では筒部材)の水平移動中にエアの流れによってボールカップ内のボール集合体がボールカップに接触しないようにする装置及び方法が提供された。   Therefore, in order to prevent the occurrence of the biting of the conductive balls, as shown in Patent Document 2, the ball assembly in the ball cup is caused by the air flow during the horizontal movement of the ball cup (cylindrical member in Patent Document 2). An apparatus and method have been provided to prevent the ball from contacting the ball cup.

しかし、導電性ボールの集合体がボールカップに接触しないようにボールカップを移動させなければいけないので、ボールカップの移動速度をあまり高速にはできず、このため搭載工程に要する時間が長くなるという問題があった。また、配列マスクとボールカップとの間から流入する気流を高速度にする方法も考えられるが、流入気流速度を上げると導電性ボールは配列マスク上に集合せず、ボールカップ内で舞い上がってしまい、搭載抜けが発生することがあった。   However, since the ball cup must be moved so that the aggregate of conductive balls does not come into contact with the ball cup, the movement speed of the ball cup cannot be made very high, and this increases the time required for the mounting process. There was a problem. Another possible method is to increase the airflow flowing between the arrangement mask and the ball cup, but if the inflow airflow speed is increased, the conductive balls do not collect on the arrangement mask and soar in the ball cup. In some cases, mounting failure occurred.

特開2006−318994号公開特許公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-318994 特開2006−73999号公開特許公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-73999

本発明は、導電性ボールを配列マスクの貫通孔に落とし込み、被搭載物上に搭載するに際し、導電性ボールを配列マスク上方に存在するボール吸着体に吸着させることにより、ボールカップやボール吸着体の移動で、これらと配列マスクとの間に導電性ボールが噛み込むことを防止することを目的とする。これにより導電性ボールを供給するボールカップの移動速度を上げ、生産性の向上に寄与する。   The present invention drops a conductive ball into a through hole of an array mask and mounts the conductive ball on a mounted object by adsorbing the conductive ball to a ball adsorber existing above the array mask. It is an object of the present invention to prevent the conductive balls from being caught between these and the arrangement mask by the movement. This increases the moving speed of the ball cup that supplies the conductive balls, thereby contributing to the improvement of productivity.

本発明は、上記課題を解決するため、被搭載物上に所定のパターンで形成されている搭載箇所に合わせて貫通孔が設けられた配列マスクを用いて、導電性ボールを被搭載物の搭載箇所に搭載する導電性ボールの搭載方法及び搭載装置に次の手段を採用する。
第1に、前記配列マスクを前記被搭載物上に保持するマスク保持手段と、内部が空間で下端面が開口部とされるボールカップと、ボールカップ内に設けられ、配列マスクの上方に設けられて真空源と接続されて下面に導電性ボールを吸着可能なボール吸着体と、真空源によるボール吸着体の吸引状態のON及びOFFを切り換える真空切り換え手段と、ボールカップを配列マスクの上面に沿って移動可能にする移動ユニットとを備える。
第2に、真空切り換え手段により、ボール吸着体の吸引状態をONにしてボールカップと配列マスクとの間に形成される気体流通路から気体を流入させることによりボール吸着体下方に存在する導電性ボールをボール吸着体に吸着させる吸着工程及び吸着動作と、前記ボールカップを所定の搭載位置に移動させる移動工程及び移動動作と、前記所定の搭載位置においてボール吸着体の吸引状態をOFFにしてボール吸着体に吸着していた導電性ボールを落下させることにより、導電性ボールを被搭載物上に搭載する搭載工程及び搭載動作とを複数回繰り返すことにより、前記被搭載物上に形成される搭載箇所へ導電性ボールを搭載する。
In order to solve the above problems, the present invention mounts conductive balls on a mounted object using an array mask provided with through holes in accordance with mounting positions formed in a predetermined pattern on the mounted object. The following means is adopted for the mounting method and mounting device of the conductive balls to be mounted at the locations.
First, a mask holding means for holding the array mask on the mounted object, a ball cup having a space inside and a lower end surface being an opening, and provided in the ball cup and provided above the array mask A ball adsorber that is connected to a vacuum source and can adsorb a conductive ball on its lower surface, a vacuum switching means for switching ON / OFF of the suction state of the ball adsorber by the vacuum source , and a ball cup on the upper surface of the array mask And a moving unit that is movable along .
Second, the vacuum switching means turns on the suction state of the ball adsorber and allows the gas to flow in from the gas flow path formed between the ball cup and the array mask , so that the conductivity existing below the ball adsorber is present. and the adsorption step and the adsorption behavior Ru is adsorbed to the ball adsorbent balls, and the movement step and the moving operation moving the ball cup in a predetermined mounting position, and the suction state of the ball adsorber OFF at the predetermined mounting position The conductive ball adsorbed on the ball adsorber is dropped, and the conductive ball is formed on the mounted object by repeating the mounting process and mounting operation for mounting the conductive ball on the mounted object a plurality of times. A conductive ball is mounted on the mounting location.

本発明は、真空切り換え手段により、ボール吸着体の吸引状態をONにしてボール吸着体下方に存在する導電性ボールをボール吸着体に吸着させた後、ボール吸着体の吸引状態をOFFにしてボール吸着体に吸着していた導電性ボールを落下させることにより、導電性ボールを搭載するものであるので、ボール吸着体やそれに付属するボールカップなどと配列マスクとの間に導電性ボールの噛み込みが発生することを防止することが可能となった。その結果、ボール吸着体やボールカップなどの移動速度を上げ、生産性の向上が図れることになった。   In the present invention, after the suction state of the ball adsorber is turned on by the vacuum switching means and the conductive ball existing below the ball adsorber is adsorbed to the ball adsorber, the ball adsorber is turned off and the ball adsorber is turned off. Since the conductive ball is mounted by dropping the conductive ball that has been adsorbed on the adsorbent, the conductive ball is caught between the ball adsorber and its attached ball cup and the array mask. Can be prevented from occurring. As a result, it was possible to increase the moving speed of the ball adsorber and the ball cup and improve productivity.

以下、図面に従って、実施例と共に本発明の実施の形態について説明する。本発明において、導電性ボールの被搭載物としては、半導体ウエハ(以後、単にウエハと表記する)や、電子回路基板や、セラミック基板などがあり、それらの導電性ボール搭載箇所として電極が形成されている。実施例では導電性ボールは半田ボール1、被搭載物はウエハ2とする半田ボールマウンタを用いる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described together with examples according to the drawings. In the present invention, the conductive ball mounting object includes a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer), an electronic circuit board, a ceramic substrate, and the like, and an electrode is formed as the conductive ball mounting position. ing. In the embodiment, a solder ball mounter is used in which the conductive ball is the solder ball 1 and the mounted object is the wafer 2.

半田ボールマウンタは、一般的に搬入用のウエハ受渡部、フラックス印刷部、ボール搭載部、搬出用のウエハ受渡部を有しているが、本発明にかかる導電性ボールの搭載方法及び搭載装置は、ボール搭載部に関するものである。   The solder ball mounter generally has a wafer transfer section for loading, a flux printing section, a ball mounting section, and a wafer transfer section for unloading. The mounting method and mounting apparatus for conductive balls according to the present invention are as follows. This relates to the ball mounting portion.

第1実施例のボール搭載部には、半田ボール供給装置4と、ウエハ2上の電極のパターンに合わせて配列された貫通孔31が形成されたボール配列マスク3と、半田ボール1を貫通孔31に落とし込むためのボールカップ5と、ボールカップ5の駆動機構とが存在する。   In the ball mounting portion of the first embodiment, the solder ball supply device 4, the ball arrangement mask 3 in which the through holes 31 arranged in accordance with the pattern of the electrodes on the wafer 2 are formed, and the solder balls 1 are passed through the through holes. There are a ball cup 5 and a drive mechanism for the ball cup 5 for dropping into the ball 31.

ボール配列マスク3の厚みは、実施例では供給される半田ボール1の径と略同等であり、貫通孔31の径は半田ボールの径より若干大きく形成してある。但し、貫通孔31は、ボール配列マスク3に、ウエハ2に印刷されたフラックスが付着しないように、下部の開口径を上部の開口径よりも大きなものとしている。この開口径の拡大のかわりに、ボール配列マスク3とウエハ2との間に、フラックス付着防止間隙を設けてもよい。尚、ボール配列マスク3は、型枠33に張り付けられ、フレームなどの固定部に保持されている。   In the embodiment, the thickness of the ball arrangement mask 3 is substantially the same as the diameter of the solder ball 1 to be supplied, and the diameter of the through hole 31 is slightly larger than the diameter of the solder ball. However, the through hole 31 has a lower opening diameter larger than the upper opening diameter so that the flux printed on the wafer 2 does not adhere to the ball array mask 3. Instead of increasing the opening diameter, a flux adhesion preventing gap may be provided between the ball array mask 3 and the wafer 2. The ball array mask 3 is attached to the mold 33 and held by a fixed part such as a frame.

ボールカップ5は、内部が空間で、下端面が開口部51とされ、内部空間が、ボール吸着体52により上部空間53と下部空間54とに仕切られている。このためボールカップ5のボール吸着体52の取付位置より上部が、ボール吸着体52のケーシングとなっている。ボール吸着体52は、半田ボール1が通過せず、気体が通過可能なステンレスメッシュ等の金網で製作されている。尚、ボールカップ5は図示の実施例では一個の矩形のものであるが、その数や形状及び大きさは被搭載物であるウエハ2の形状や搭載効率を考慮して決められる。例えば、下端の開口部51を円形にしたり、ボール吸着体52を備えたボールカップ5を複数設けたりしてもよい。   The ball cup 5 has a space inside, a lower end surface is an opening 51, and the internal space is partitioned into an upper space 53 and a lower space 54 by a ball adsorber 52. For this reason, the upper part of the ball cup 5 from the mounting position of the ball adsorber 52 is the casing of the ball adsorber 52. The ball adsorbent 52 is made of a metal mesh such as a stainless mesh that allows the gas to pass therethrough without allowing the solder ball 1 to pass through. In the illustrated embodiment, the ball cup 5 has a single rectangular shape, but the number, shape, and size thereof are determined in consideration of the shape and mounting efficiency of the wafer 2 that is to be mounted. For example, the lower end opening 51 may be circular, or a plurality of ball cups 5 including the ball adsorbers 52 may be provided.

ボールカップ5の上部空間53は、真空切り換え手段としての電磁開閉弁57と気体の圧力や流量を調節可能なレギュレータ58を介して吸引通路55により真空源59に接続されており、ボール配列マスク3との間で図2中矢印で示すような気体流通路を形成している。尚、真空源によるボールカップ5内の吸引状態のON及びOFFを切り換える真空切り換え手段としての電磁開閉弁57を開くことで、ボールカップ5内の吸引状態をONにしてボールカップ5下方に存在する半田ボール1をボール吸着体52に吸着させた後、電磁開閉弁57を閉じることでボールカップ5内の吸引状態をOFFにしてボール吸着体52に吸着していた半田ボール1を落下させることにより、半田ボール1をウエハ2に搭載する。
尚、ボールカップ5及びボール吸着体52は導電性材料から構成され、図2乃至5に示されるようにアース60により接地されている。これにより静電気を帯びた半田ボール1がボールカップ5の内面やボール吸着体52に付着することを防止している。更に、ボールカップ5の外側には微小な振動をボールカップ5に付与するバイブレータ61が取り付けられており、少なくともボールカップ5内の吸引状態がOFFのときに振動し、ボールカップ5に取り付けられているボール吸着体52に振動を伝え、半田ボール1の落下を促進するようになっている。
The upper space 53 of the ball cup 5 is connected to a vacuum source 59 by a suction passage 55 via an electromagnetic on-off valve 57 serving as a vacuum switching means and a regulator 58 capable of adjusting the pressure and flow rate of the gas. A gas flow passage as shown by an arrow in FIG. In addition, by opening the electromagnetic on-off valve 57 as a vacuum switching means for switching ON / OFF of the suction state in the ball cup 5 by the vacuum source, the suction state in the ball cup 5 is turned ON and exists below the ball cup 5. After the solder ball 1 is adsorbed to the ball adsorber 52, the attracting state in the ball cup 5 is turned off by closing the electromagnetic on-off valve 57, and the solder ball 1 adsorbed to the ball adsorber 52 is dropped. The solder balls 1 are mounted on the wafer 2.
The ball cup 5 and the ball adsorber 52 are made of a conductive material and are grounded by a ground 60 as shown in FIGS. This prevents the electrostatically charged solder ball 1 from adhering to the inner surface of the ball cup 5 or the ball adsorbent 52. Further, a vibrator 61 for applying minute vibrations to the ball cup 5 is attached to the outside of the ball cup 5. The vibrator 61 vibrates at least when the suction state in the ball cup 5 is OFF and is attached to the ball cup 5. Vibration is transmitted to the ball adsorbing body 52, and the falling of the solder ball 1 is promoted.

半田ボール供給装置4は、多数の半田ボール1を貯留したボールホッパからボールカップ5へボール供給路56を介して供給する。尚、ボールホッパは、半田ボール1のサイズと材料により交換される。   The solder ball supply device 4 supplies a large number of solder balls 1 from the ball hopper storing the solder balls 1 to the ball cup 5 through the ball supply path 56. The ball hopper is replaced depending on the size and material of the solder ball 1.

ボールカップ5は、X軸方向及びY軸方向に移動して、ウエハ2の全面をカバーする。このボールカップ5の水平面での移動手段となる移動ユニット10は、図1に示すようにX軸駆動機構及びY軸駆動機構を備えており、X軸の駆動モータ13で回転するボールねじ14によりX軸ガイド11に沿ってX軸方向に移動し、X軸駆動機構と共にY軸の駆動モータ15で回転するボールねじ16によりY軸ガイド12に沿ってY軸方向に移動する。   The ball cup 5 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction to cover the entire surface of the wafer 2. As shown in FIG. 1, the moving unit 10 serving as a moving means of the ball cup 5 on the horizontal plane includes an X-axis drive mechanism and a Y-axis drive mechanism. It moves along the X-axis guide 11 in the X-axis direction, and moves along the Y-axis guide 12 along the Y-axis direction by the ball screw 16 rotated by the Y-axis drive motor 15 together with the X-axis drive mechanism.

ボールカップ5の昇降装置18は、移動ユニット10に装備されたZ軸の駆動モータ17により回転するボールねじに、ボールカップ5が装着された昇降ベースを、ナット部材を介して取り付け、該昇降ベースがガイドレールに沿って上下動することによりボールカップ5を上下動させる。尚、ボールカップ5の下端とボール配列マスク3の上面とはボール吸着動作時に所定の気体流がえられるような間隙であれば半田ボール1の径より大きくてもよい。また、半田ボール供給装置4は、ボールカップ5と一体に移動し、ボールカップ5内に半田ボール1を供給するようになっているが、ボールカップ5とは別に設けてもよく、更に、ボールカップ5の外側のボール配列マスク3上に半田ボール1を一旦供給し、その半田ボール1をボール吸着体52で吸着しながらボールカップ5を移動することにより半田ボール1を搭載位置に供給することも可能である。   The elevating device 18 for the ball cup 5 is configured such that an elevating base on which the ball cup 5 is mounted is attached to a ball screw rotated by a Z-axis drive motor 17 provided in the moving unit 10 via a nut member. Moves up and down along the guide rail to move the ball cup 5 up and down. Note that the lower end of the ball cup 5 and the upper surface of the ball array mask 3 may be larger than the diameter of the solder ball 1 as long as a predetermined gas flow can be obtained during the ball suction operation. The solder ball supply device 4 moves integrally with the ball cup 5 and supplies the solder ball 1 into the ball cup 5, but may be provided separately from the ball cup 5, and The solder balls 1 are temporarily supplied onto the ball arrangement mask 3 outside the cup 5 and the solder balls 1 are supplied to the mounting position by moving the ball cup 5 while adsorbing the solder balls 1 by the ball adsorber 52. Is also possible.

以下、第1実施例の動作について説明する。先ず、ウエハ2が、ボール搭載部に移送される前工程として、フラックス印刷部にてウエハ2上のボール搭載箇所には予めフラックスが塗布されている。   The operation of the first embodiment will be described below. First, as a pre-process for transferring the wafer 2 to the ball mounting portion, the flux is applied to the ball mounting portion on the wafer 2 in advance by the flux printing unit.

ウエハ2がボール搭載部に移送されると、図2及び図3に示されるように、ウエハ載置ステージ6にウエハ2が載置され、該ウエハ2上にボール配列マスク3が配置される。尚、実施例ではボール配列マスク3の貫通孔31の形状によりフラックスがボール配列マスク3に付着しないようにされているので、ボール配列マスク3とウエハ2は接しているが、フラックス付着防止を上下間の間隙で行おうとする場合は両者は接触しない。   When the wafer 2 is transferred to the ball mounting portion, as shown in FIGS. 2 and 3, the wafer 2 is mounted on the wafer mounting stage 6, and the ball arrangement mask 3 is disposed on the wafer 2. In the embodiment, the flux is prevented from adhering to the ball arrangement mask 3 due to the shape of the through-hole 31 of the ball arrangement mask 3, so that the ball arrangement mask 3 and the wafer 2 are in contact with each other. When it is going to go in the gap between, both do not touch.

次に真空切り換え手段としての電磁開閉弁57を開いてボールカップ5内の吸引状態をONにしてから、移動ユニット10によりボールカップ5を最初の搭載位置に移動させる。ボールカップ5内の吸引状態をONにすることによりボールカップ5とボール配列マスク3との間には図2内の矢印で示される気体流通路が形成される。この吸引力によりボールカップ5下方に存在する半田ボール1は、浮上しボール吸着体52に吸着する。この状態が、ボールカップ5の移動可能状態である。吸引状態がOFFの状態では、ボールカップ5を移動させない。   Next, after opening the electromagnetic on-off valve 57 as a vacuum switching means to turn on the suction state in the ball cup 5, the ball cup 5 is moved to the first mounting position by the moving unit 10. When the suction state in the ball cup 5 is turned ON, a gas flow path indicated by an arrow in FIG. 2 is formed between the ball cup 5 and the ball arrangement mask 3. Due to this suction force, the solder ball 1 existing below the ball cup 5 floats and is attracted to the ball adsorber 52. This state is a state in which the ball cup 5 is movable. When the suction state is OFF, the ball cup 5 is not moved.

ボールカップ5が、最初の搭載位置に移動した後、電磁開閉弁57を閉じてボールカップ5内の吸引状態をOFFにすると共にバイブレータ61を振動させる。吸引が停止すると、ボールカップ5は大気開放されるため、図3に示すようにボール吸着体52に付着していた半田ボール1が落下し、ボール配列マスク3の貫通孔31に入り込み、ウエハ2に搭載される。貫通孔31への半田ボール1の落とし込み、すなわちウエハ2への搭載を確実なものにするため複数回吸引状態ON(吸引)とOFF(停止)を繰り返すと共に、バイブレータ61は電磁開閉弁57の開閉に合わせて振動の停止と発生を繰り返す。
尚、ボール吸着体52はボール配列マスク3の上方に配置してあるため、吸着された半田ボール1は位置エネルギを有することになり、半田ボール1がフラックス上に落下したときに電極と密着することになる。
After the ball cup 5 has moved to the initial mounting position, the electromagnetic on-off valve 57 is closed to turn off the suction state in the ball cup 5 and vibrate the vibrator 61. When the suction is stopped, the ball cup 5 is released to the atmosphere, so that the solder balls 1 attached to the ball adsorbent 52 are dropped as shown in FIG. Mounted on. In order to ensure that the solder ball 1 is dropped into the through-hole 31, that is, mounted on the wafer 2, the suction state is repeatedly turned ON (suction) and OFF (stop) several times, and the vibrator 61 opens and closes the electromagnetic on-off valve 57. Repeatedly stop and generate vibration according to.
Since the ball adsorber 52 is disposed above the ball arrangement mask 3, the adsorbed solder ball 1 has potential energy, and comes into close contact with the electrode when the solder ball 1 falls on the flux. It will be.

搭載完了後、真空切り換え手段により、ボールカップ5内の吸引状態をONにし、再度吸引を行う。ウエハ2に搭載された半田ボール1はフラックスと接触して粘着力が生じることにより上昇せず、フラックスに接触していない半田ボール1は全て吸い上げられ、浮上し、ボール吸着体52に吸着することになる。この状態でボールカップ5は、次の搭載位置に移動する。尚、次の搭載位置への移動は、ボールカップ5の吸引状態をONにするのと同時に開始してもよい。   After the mounting is completed, the suction state in the ball cup 5 is turned ON by the vacuum switching means, and suction is performed again. The solder balls 1 mounted on the wafer 2 do not rise due to contact with the flux and generate adhesive force, and all the solder balls 1 not in contact with the flux are sucked up, floated, and adsorbed on the ball adsorber 52. become. In this state, the ball cup 5 moves to the next mounting position. The movement to the next mounting position may be started simultaneously with turning on the suction state of the ball cup 5.

最後の搭載位置での搭載動作を完了したら、ボールカップ5から漏れ出てボール配列マスク3の上に散乱している半田ボール1を回収する。具体的には、吸引状態のボールカップ5をボール配列マスク3上面に沿って移動させる。これにより容易に回収できるが、専用の吸引回収手段を設けてもよい。   When the mounting operation at the final mounting position is completed, the solder balls 1 leaking from the ball cup 5 and scattered on the ball arrangement mask 3 are collected. Specifically, the sucked ball cup 5 is moved along the upper surface of the ball array mask 3. Although it can collect | recover easily by this, you may provide a special suction collection means.

尚、上記第1実施例ではボール吸着体52の吸引状態のOFFにより、大気開放され、半田ボール1はバイブレータ61の振動を受けて落下するものであるが、吸引状態をOFFとした後、吸引通路55を通じて加圧して強制的に半田ボール1を落下させるようにしても良い。   In the first embodiment, when the suction state of the ball adsorber 52 is turned off, the air is released to the atmosphere, and the solder ball 1 is dropped by the vibration of the vibrator 61. The solder ball 1 may be forcibly dropped by applying pressure through the passage 55.

第1実施例でのボールカップ5の開口部51の下端面は、ボール配列マスク3と平行な平面形状に形成されており、ボールカップ5の下端面とボール配列マスク3の上面とは、ボール吸着動作時に所定の気体流がえられるような間隙が形成される位置に、ボールカップ5を配置しているが、図4に示す第2実施例では、ボールカップ5の開口部51の下端面に、気体流がえられるようなスリット62を形成したものである。このスリット62は、開口部51に放射状に形成したものや、一方向に方向性を持たせた螺旋状に形成したものが好ましい。このスリット62を形成することにより、ボールカップ5とボール配列マスク3との間隙での気体流の流れをコントロールすることができ、ボール配列マスク3の浮き上がりを防止することができる。勿論、スリット62の大きさにより、ボールカップ5の開口部51をボール配列マスク3に接触することもできる。   The lower end surface of the opening 51 of the ball cup 5 in the first embodiment is formed in a planar shape parallel to the ball arrangement mask 3, and the lower end surface of the ball cup 5 and the upper surface of the ball arrangement mask 3 are The ball cup 5 is disposed at a position where a gap is formed so that a predetermined gas flow can be obtained during the adsorption operation. In the second embodiment shown in FIG. 4, the lower end surface of the opening 51 of the ball cup 5 is provided. In addition, a slit 62 is formed so that a gas flow can be obtained. The slits 62 are preferably formed radially in the opening 51 or formed in a spiral shape having directionality in one direction. By forming the slit 62, the flow of the gas flow in the gap between the ball cup 5 and the ball array mask 3 can be controlled, and the ball array mask 3 can be prevented from rising. Of course, the opening 51 of the ball cup 5 can be brought into contact with the ball arrangement mask 3 depending on the size of the slit 62.

また、ボール吸着体52からのボール配列マスク3への半田ボール1の落下の範囲を限定するため、図5に示す第3実施例のように、ボールカップ5のボール吸着体52の下方に、上部が広く開口され、下方が搭載範囲に合わせて狭く開口されたボールガイド63を設けたり、図6に示す第4実施例のように、ボールカップ5内の形状を変更して、ボール吸着体52を搭載範囲に合わせた小型なものにしたりすることが考えられる。   Further, in order to limit the range of the drop of the solder ball 1 from the ball adsorber 52 onto the ball arrangement mask 3, as shown in the third embodiment shown in FIG. 5, below the ball adsorber 52 of the ball cup 5, A ball guide 63 having a wide opening at the top and a narrow opening at the bottom according to the mounting range, or by changing the shape in the ball cup 5 as in the fourth embodiment shown in FIG. It is conceivable to make 52 smaller in accordance with the mounting range.

更に、第5実施例として、図7に示すようにボールカップ5を覆う気体供給カップ64を気体供給路65と接続して設け、気体供給路65より、エアや窒素などの気体を供給する。例えば、窒素を供給すれば、半田ボール1の酸化防止の効果をえることができる。尚、気体供給路65からの気体の供給は、ボール吸着体52の吸引状態がONのとき供給がONとされ、ボール吸着体52の吸引状態がOFFのとき、供給がOFFにされるようコントロールされる。尚、図7中ボールカップ5及び気体供給カップ64の中央部を貫通するパイプは、半田ボール1のボール供給路56である。   Further, as a fifth embodiment, as shown in FIG. 7, a gas supply cup 64 covering the ball cup 5 is provided in connection with the gas supply path 65, and a gas such as air or nitrogen is supplied from the gas supply path 65. For example, if nitrogen is supplied, the effect of preventing the solder ball 1 from being oxidized can be obtained. The gas supply from the gas supply path 65 is controlled so that the supply is turned on when the suction state of the ball adsorber 52 is ON, and the supply is turned off when the suction state of the ball adsorber 52 is OFF. Is done. In FIG. 7, a pipe that passes through the center of the ball cup 5 and the gas supply cup 64 is a ball supply path 56 of the solder ball 1.

また、第1乃至第5実施例はボールカップ5を備えたものであるが、図8及び図9に示されるようにボールカップ5のボール吸着体52の取付位置により下方部分をなくしてもよい。つまりボールカップ5の代わりにケーシング66の下端にボール吸着体52を設けてケーシング66に、吸引通路55が接続され、ボール吸着体52により半田ボール1の吸着を行うものとすることができる。図8に示される第6実施例では、ボール吸着体52を貫通してボール供給路56が接続し、ボール吸着体52の下方のボール配列マスク3上に半田ボール1が供給される。このボールカップ5を有しない第6実施例ではボール吸着体52の位置は、他の実施例と比較して低い位置に設定されている。   Further, the first to fifth embodiments are provided with the ball cup 5, but the lower portion may be eliminated depending on the mounting position of the ball adsorber 52 of the ball cup 5 as shown in FIGS. . That is, instead of the ball cup 5, the ball adsorber 52 is provided at the lower end of the casing 66, and the suction passage 55 is connected to the casing 66, so that the solder ball 1 can be adsorbed by the ball adsorber 52. In the sixth embodiment shown in FIG. 8, a ball supply path 56 is connected through the ball adsorber 52, and the solder balls 1 are supplied onto the ball array mask 3 below the ball adsorber 52. In the sixth embodiment that does not have the ball cup 5, the position of the ball adsorber 52 is set to a lower position compared to the other embodiments.

図9に示す第7実施例では、ボール吸着体52を覆いボール供給路56と接続されているボール供給カップ67が装備されている。このボール供給カップ67は、半田ボール1の供給と共に散乱防止の機能も有している。尚、図9中符号68は、ボール吸着体52を上下動させるための昇降装置であり、第7実施例ではエアシリンダが用いられている。ボール吸着体52は、ボール吸着時にはボール配列マスク3に近い下方に位置させられ、ボール落下時には、半田ボール1に位置エネルギを与えるためボール配列マスク3の上方に上昇して位置させられている。   In the seventh embodiment shown in FIG. 9, a ball supply cup 67 that covers the ball adsorber 52 and is connected to the ball supply path 56 is provided. The ball supply cup 67 has a function of preventing scattering together with the supply of the solder balls 1. In addition, the code | symbol 68 in FIG. 9 is an raising / lowering apparatus for moving the ball | bowl adsorption body 52 up and down, and the air cylinder is used in 7th Example. The ball adsorbing body 52 is positioned below the ball arrangement mask 3 when the ball is adsorbed, and is raised above the ball arrangement mask 3 so as to give potential energy to the solder balls 1 when the ball is dropped.

第1実施例にかかるボール搭載部の全体を示す平面図説明図Top view explanatory drawing which shows the whole ball mounting part concerning 1st Example. 第1実施例での導電性ボールを吸着させた状態のボールカップの説明図Explanatory drawing of the ball cup of the state which adsorb | sucked the conductive ball in 1st Example 第1実施例での導電性ボールの落下途中の状態を示すボールカップの説明図Explanatory drawing of the ball cup which shows the state in the middle of the fall of the conductive ball in 1st Example 第2実施例でのボールカップを示す説明図Explanatory drawing which shows the ball cup in 2nd Example. 第3実施例でのボールカップを示す説明図Explanatory drawing which shows the ball cup in 3rd Example. 第4実施例でのボールカップを示す説明図Explanatory drawing which shows the ball cup in 4th Example. 第5実施例でのボールカップと気体供給カップとの関係を示す説明図Explanatory drawing which shows the relationship between the ball cup and gas supply cup in 5th Example. 第6実施例でのボール吸着体の説明図Explanatory drawing of the ball adsorber in the sixth embodiment 第7実施例でのボール供給カップ付きボール吸着体の説明図Explanatory drawing of the ball | bowl adsorption body with a ball supply cup in 7th Example

符号の説明Explanation of symbols

1......半田ボール
2......ウエハ
3......ボール配列マスク
4......半田ボール供給装置
5......ボールカップ
6......ウエハ載置ステージ
10.....移動ユニット
11.....X軸ガイド
12.....Y軸ガイド
13,15,17.....駆動モータ
14,16.....ボールねじ
18.....昇降装置
31......貫通孔
33.....型枠
51.....開口部
52.....ボール吸着体
53.....上部空間
54.....下部空間
55.....吸引通路
56.....ボール供給路
57.....電磁開閉弁
58.....レギュレータ
59.....真空源
60.....アース
61.....バイブレータ
62.....スリット
63.....ボールガイド
64.....気体供給カップ
65.....気体供給路
66.....ケーシング
67.....ボール供給カップ
68.....昇降装置
1. . . . . . Solder balls . . . . . Wafer 3. . . . . . 3. Ball array mask . . . . . 4. Solder ball supply device . . . . . Ball cup 6. . . . . . Wafer mounting stage 10. . . . . Mobile unit 11. . . . . X-axis guide 12. . . . . Y-axis guide 13, 15, 17. . . . . Drive motor 14,16. . . . . Ball screw 18. . . . . Lifting device 31. . . . . . Through hole 33. . . . . Formwork 51. . . . . Opening 52. . . . . Ball adsorbent 53. . . . . Upper space 54. . . . . Lower space 55. . . . . Suction passage 56. . . . . Ball supply path 57. . . . . Electromagnetic on-off valve 58. . . . . Regulator 59. . . . . Vacuum source 60. . . . . Earth 61. . . . . Vibrator 62. . . . . Slit 63. . . . . Ball guide 64. . . . . Gas supply cup 65. . . . . Gas supply path 66. . . . . Casing 67. . . . . Ball supply cup 68. . . . . lift device

Claims (6)

被搭載物上に所定のパターンで形成されている搭載箇所に合わせて貫通孔が設けられた配列マスクを用いて、導電性ボールを被搭載物の搭載箇所に搭載する導電性ボールの搭載方法において、
前記配列マスクを前記被搭載物上に保持するマスク保持手段と、
内部が空間で下端面が開口部とされるボールカップと、
ボールカップ内に設けられ、配列マスクの上方に設けられて真空源と接続されて下面に導電性ボールを吸着可能なボール吸着体と、
真空源によるボール吸着体の吸引状態のON及びOFFを切り換える真空切り換え手段と
ボールカップを配列マスクの上面に沿って移動可能にする移動ユニットとを備え、
真空切り換え手段により、ボール吸着体の吸引状態をONにしてボールカップと配列マスクとの間に形成される気体流通路から気体を流入させることによりボール吸着体下方に存在する導電性ボールをボール吸着体に吸着させる吸着工程と、前記ボールカップを所定の搭載位置に移動させる移動工程と、前記所定の搭載位置においてボール吸着体の吸引状態をOFFにしてボール吸着体に吸着していた導電性ボールを落下させることにより、導電性ボールを被搭載物上に搭載する搭載工程とを複数回繰り返すことにより、前記被搭載物上に形成される搭載箇所へ導電性ボールを搭載することを特徴とする導電性ボールの搭載方法。
In the mounting method of the conductive ball, the conductive ball is mounted on the mounting position of the mounting object by using the arrangement mask in which the through hole is provided in accordance with the mounting position formed in a predetermined pattern on the mounting object. ,
Mask holding means for holding the array mask on the mounted object;
A ball cup whose inside is space and whose lower end surface is an opening,
A ball adsorber provided in a ball cup, provided above the arrangement mask, connected to a vacuum source and capable of adsorbing conductive balls on the lower surface;
A vacuum switching means for switching ON and OFF of the suction state of the ball adsorber by a vacuum source ;
A moving unit that allows the ball cup to move along the upper surface of the array mask ,
With the vacuum switching means, the suction state of the ball adsorber is turned ON and the conductive ball existing under the ball adsorber is adsorbed to the ball by injecting gas from the gas flow path formed between the ball cup and the array mask. and the adsorption step of Ru adsorbed on the body, said a moving step of the ball cup is moved to a predetermined mounting position, the predetermined conductivity was adsorbed suction state by the OFF to the ball adsorbent ball adsorber at the mounting position The conductive ball is mounted on the mounting location formed on the mounted object by repeating the mounting process of mounting the conductive ball on the mounted object by dropping the ball a plurality of times. Mounting method of conductive balls.
上記搭載工程において、ボール吸着体の吸引状態のON及びOFFを複数回繰り返す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方法。2. The method of mounting a conductive ball according to claim 1, wherein in the mounting step, the suction state of the ball adsorber is turned on and off a plurality of times. 被搭載物上に所定のパターンで形成されている搭載箇所に合わせて貫通孔が設けられた配列マスクを用いて、導電性ボールを被搭載物の搭載箇所に搭載する導電性ボールの搭載装置において、
前記配列マスクを前記被搭載物上に保持するマスク保持手段と、
内部が空間で下端面が開口部とされるボールカップと、
ボールカップ内に設けられ、配列マスクの上方に設けられて真空源と接続されて下面に導電性ボールを吸着可能なボール吸着体と、
真空源によるボール吸着体の吸引状態のON及びOFFを切り換える真空切り換え手段と
ボールカップを配列マスクの上面に沿って移動可能にする移動ユニットとを備え、
真空切り換え手段により、ボール吸着体の吸引状態をONにしてボールカップと配列マスクとの間に形成される気体流通路から気体を流入させることによりボール吸着体下方に存在する導電性ボールをボール吸着体に吸着させる吸着動作と、前記ボールカップを所定の搭載位置に移動させる移動動作と、前記所定の搭載位置においてボール吸着体の吸引状態をOFFにしてボール吸着体に吸着していた導電性ボールを落下させることにより、導電性ボールを被搭載物上に搭載する搭載動作とを複数回繰り返すことにより、前記被搭載物上に形成される搭載箇所へ導電性ボールを搭載することを特徴とする導電性ボールの搭載装置。
In a conductive ball mounting apparatus for mounting a conductive ball on a mounting position of a mounting object using an array mask provided with a through hole in accordance with a mounting position formed in a predetermined pattern on the mounting object. ,
Mask holding means for holding the array mask on the mounted object;
A ball cup whose inside is space and whose lower end surface is an opening,
Provided in the ball cup, and a ball adsorbent which can adsorb a conductive ball down surface is connected to a vacuum source provided above the array mask,
A vacuum switching means for switching ON and OFF of the suction state of the ball adsorber by a vacuum source ;
A moving unit that allows the ball cup to move along the upper surface of the array mask ,
With the vacuum switching means, the suction state of the ball adsorber is turned ON and the conductive ball existing under the ball adsorber is adsorbed to the ball by injecting gas from the gas flow path formed between the ball cup and the array mask. a suction operation Ru adsorbed on the body, said a moving operation of the ball cup is moved to a predetermined mounting position, the predetermined conductivity was adsorbed suction state by the OFF to the ball adsorbent ball adsorber at the mounting position The conductive ball is mounted on the mounting portion formed on the mounted object by dropping the ball and repeating the mounting operation of mounting the conductive ball on the mounted object a plurality of times. Conductive ball mounting device.
ボールカップは、導電性材料からなり、接地されている請求項3に記載の導電性ボールの搭載装置 4. The conductive ball mounting apparatus according to claim 3, wherein the ball cup is made of a conductive material and is grounded . 上記搭載動作において、真空切り換え手段はボール吸着体の吸引状態のON/OFFを複数回繰り返す請求項3又は4に記載の導電性ボールの搭載装置。5. The conductive ball mounting device according to claim 3, wherein in the mounting operation, the vacuum switching unit repeats ON / OFF of the suction state of the ball adsorber a plurality of times. ボール吸着体を振動させる振動手段を設けた請求項3から5のいずれかに記載の導電性ボールの搭載装置。The conductive ball mounting apparatus according to claim 3, further comprising a vibration unit configured to vibrate the ball adsorbent.
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