JP5141521B2 - Solder ball printing machine - Google Patents

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Description

本発明は半導体基板の電極上にはんだを印刷法により形成するための印刷装置に係り、特にハンダボールを用いて印刷するハンダボール印刷機に関する。 The present invention relates to a printing apparatus for forming solder on an electrode of a semiconductor substrate by a printing method, and more particularly to a solder ball printer that performs printing using solder balls.

従来のハンダボール印刷機においては、特許文献１に記載されているように、マスク面上にハンダボールを供給するハンダボール供給部と、マスク面上に供給されたハンダボールをマスクに設けた開口部から基板面上に押し込むため、振込具に設けた複数の線状部材をマスク面に押付ながら水平方向に移動させる構成の印刷装置がある。   In a conventional solder ball printer, as described in Patent Document 1, a solder ball supply unit that supplies a solder ball onto the mask surface, and an opening in which the solder ball supplied onto the mask surface is provided in the mask There is a printing apparatus configured to move in a horizontal direction while pressing a plurality of linear members provided on a transfer tool against a mask surface in order to press the substrate onto the substrate surface.

また、特許文献２に記載のように、スキージヘッドを回転させながら水平移動させてハンダボールをマスク開口部に振り込むものにおいて、スキージヘッド上部に設けた計量部からスキージヘッドの回転シャフト部に所定量のハンダボールを供給し、回転シャフトからマスク面上にハンダボールを供給するものが開示されている。   In addition, as described in Patent Document 2, in a case where the squeegee head is moved horizontally while being rotated and the solder ball is transferred into the mask opening, a predetermined amount is transferred from the measuring unit provided on the upper part of the squeegee head to the rotating shaft portion of the squeegee head. A solder ball is supplied from the rotary shaft onto the mask surface.

特開２００５−１０１５０２号公報JP-A-2005-101502 特開２００８−１４２７７５号公報JP 2008-142775 A

上記特許文献１の構成では、マスクをテーブル上に載置するときに、マスクの搬入側の入り口にハンダボール供給装置を設置しておき、供給装置からマスク面にハンダボールを供給しながらテーブル上にマスクを移動させる。これによって、マスク面上に均一にハンダボールを分散配置する。その後、振込具を水平移動してマスク開口部にハンダボールを供給するものである。この方式ではマスク上にハンダボールを分散配置する時、マスクの移動側の変動やマスク停止時の振動により、分散配置したハンダボールに偏りを生じる恐れがある。また、マスクを印刷機にセットする前にハンダボールを供給するため、一回印刷する毎にマスクを移動させる必要が生じタクトタイムが伸びるという課題がある。   In the configuration of Patent Document 1, when placing the mask on the table, a solder ball supply device is installed at the entrance on the mask carry-in side, and the solder ball is supplied to the mask surface from the supply device on the table. Move the mask to. As a result, the solder balls are uniformly distributed on the mask surface. Thereafter, the transfer tool is moved horizontally to supply a solder ball to the mask opening. In this method, when solder balls are dispersedly arranged on the mask, there is a risk that the solder balls dispersedly arranged will be biased due to fluctuations on the moving side of the mask and vibrations when the mask is stopped. In addition, since the solder balls are supplied before the mask is set on the printing machine, it is necessary to move the mask every time printing is performed, and there is a problem that the tact time is extended.

また引用文献２のように回転シャフト部からハンダボールをマスク面に供給する方式では、スキージヘッドの回転に伴ってハンダボールをマスク面に分散配置するために、必ずしもハンダボールが均一に分散配置することが出来ずに印刷欠陥が発生し、リペア工程が不可欠となるという課題ある。   Further, in the method of supplying solder balls from the rotating shaft portion to the mask surface as in the cited document 2, since the solder balls are distributed on the mask surface as the squeegee head rotates, the solder balls are not necessarily uniformly distributed. However, there is a problem that a printing defect occurs and a repair process becomes indispensable.

そこで、本発明の目的は上記課題を解決して、装置の小型化を図ると共に、精度良くハンダボールを印刷できるハンダボール印刷機を提供するにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a solder ball printing machine capable of miniaturizing the apparatus and printing solder balls with high accuracy.

上記目的を達成するために、予めフラックスの印刷されたプリント基板やウエハー等ワークを印刷ステージに固定し、印刷ステ−ジをワークの電極パターンがマスクの電極パターンと合致するように上下２視野カメラにて認識位置決めし、印刷ステージ上のワークがマスクにコンタクトするよう上昇し、ワークの電極パターン又は電極パッド上にハンダボール供給ヘッドからハンダボールをマスク面に供給し、マスクを通して転写・印刷を行うハンダボール印刷機において、ハンダボール供給ヘッドが、ハンダボールを貯留するハンダボール貯留部と、ハンダボール貯留部の下方に所定量のハンダボールをマスク面に供給するためのハンダボール供給部と、ハンダボール供給部を挟んでハンダボール供給ヘッドの移動方向にハンダボールをマスク面の開口部に押し込むと共に、余分なハンダボールを掻き取るためにマスク面に接触する側に半らせん状の複数の線材で形成したハンダボール充填部材を設けた構成としたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a work such as a printed circuit board or wafer on which flux is printed in advance is fixed on a printing stage, and the printing stage is vertically viewed so that the electrode pattern of the work matches the electrode pattern of the mask. The workpiece is lifted so that the workpiece on the printing stage comes into contact with the mask, and the solder ball is supplied onto the mask surface from the solder ball supply head onto the electrode pattern or electrode pad of the workpiece, and transferred and printed through the mask. In the solder ball printing machine, the solder ball supply head includes a solder ball storage unit for storing the solder balls, a solder ball supply unit for supplying a predetermined amount of solder balls to the mask surface below the solder ball storage unit, and solder Solder balls are moved in the direction of movement of the solder ball supply head across the ball supply section. The solder ball filling member formed of a plurality of semi-spiral wires is provided on the side in contact with the mask surface to scrape excess solder balls while being pushed into the opening of the mask surface. .

上記構成とすることで、マスク上にハンダボールを均一に供給でき、かつハンダボールの供給もハンダボール貯留部のハンダボールの残量をみてハンダボール貯留部の交換又はハンダボール貯留部への外部からの供給で済み、ハンダボール過不足で作業を中断する必要がない等の効果がある。また、ハンダボール供給部を挟んで半らせん状の線材からなるハンダボール充填部材を配置したため、半らせんの空間でハンダボールに回転力を付加することが出来、ハンダボールを均一に分散し、マスク開口部にもスムーズに充填できる効果がある。   By adopting the above configuration, the solder balls can be uniformly supplied onto the mask, and the solder balls can be supplied either by replacing the solder ball reservoir or by externally connecting the solder ball reservoir to the solder ball reservoir. It is sufficient to supply from the power supply, and there is an effect that it is not necessary to interrupt the work due to excessive or insufficient solder balls. In addition, since a solder ball filling member made of a semi-helical wire is placed across the solder ball supply section, a rotational force can be applied to the solder ball in the space of the half helix, and the solder balls are evenly dispersed and masked. The opening can be filled smoothly.

以下図面を用いて本発明を説明する。図１に本発明のハンダボール印刷機用ハンダボール供給ヘッドの一例を示す。   The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a solder ball supply head for a solder ball printer according to the present invention.

ハンダボール供給ヘッド３はヘッドを上下方向に移動するためのヘッド駆動モータ４がヘッド移動テーブル２に取り付けられている。ヘッド移動テーブル２は装置本体側に設けたモータ２ｇとボールネジ２ｂからなる水平方向移動機構により水平方向に移動される。ヘッド移動テーブル２にはハンダボール貯留部６０を取り付けたハンダボール供給テーブル６１が設けてある。ハンダボール貯留部６０に対してマスク面にハンダボールを供給するためのハンダボール供給部６２が下側に位置するように配置してある。ハンダボール貯留部６０はハンダボール供給テーブル６１に対して回転できるように取り付けられている。さらに、ハンダボール貯留部６０は上下に移動できるようになっており、ハンダボール２４をハンダボール供給部６２に供給するときに、下方（ハンダボール供給部側）に移動してハンダボール貯留部６０を構成する容器(シリンジ)内からハンダボールを振り落とせるようにしてある。また、ハンダボール供給テーブル６１はハンダボール供給部６２の長手方向に移動できるようになっており、容器を移動させながらハンダボール２４をハンダボール供給部６２に供給する。ハンダボール貯留部の詳細は後述する。   In the solder ball supply head 3, a head drive motor 4 for moving the head in the vertical direction is attached to the head moving table 2. The head moving table 2 is moved in the horizontal direction by a horizontal moving mechanism comprising a motor 2g and a ball screw 2b provided on the apparatus main body side. The head moving table 2 is provided with a solder ball supply table 61 to which a solder ball storage unit 60 is attached. A solder ball supply unit 62 for supplying the solder balls to the mask surface with respect to the solder ball storage unit 60 is disposed on the lower side. The solder ball reservoir 60 is attached so as to be rotatable with respect to the solder ball supply table 61. Further, the solder ball storage unit 60 can move up and down, and when the solder ball 24 is supplied to the solder ball supply unit 62, the solder ball storage unit 60 moves downward (solder ball supply unit side) and moves to the solder ball storage unit 60. The solder balls can be shaken off from the container (syringe) constituting the. The solder ball supply table 61 can move in the longitudinal direction of the solder ball supply unit 62 and supplies the solder ball 24 to the solder ball supply unit 62 while moving the container. Details of the solder ball reservoir will be described later.

ハンダボール供給部６２は蓋６４に取り付けられており、蓋６４のハンダボール供給部６２の上部に相当する箇所には、ハンダボール２４が供給できるようにハンダボール供給部６２の長手方向に対応して開口部が設けてある。蓋６４にはハンダボール供給部６２及びハンダボール充填部材６３を取り付けるための取付枠６９が設けてある。さらに、ハンダボール充填部材６３やハンダボール供給部６２を水平に高周波加振する加振機６５が設けてある。   The solder ball supply unit 62 is attached to the lid 64, and a portion corresponding to the upper part of the solder ball supply unit 62 of the lid 64 corresponds to the longitudinal direction of the solder ball supply unit 62 so that the solder ball 24 can be supplied. An opening is provided. The lid 64 is provided with a mounting frame 69 for mounting the solder ball supply unit 62 and the solder ball filling member 63. Furthermore, a vibration exciter 65 is provided for high-frequency vibration of the solder ball filling member 63 and the solder ball supply unit 62 horizontally.

また、蓋６４は加振枠７０に取り付けられ、加振枠７０の上部にはスライダ６７が設けてある。このスライダ６７は加振枠上部に設けたヘッド取付枠７１に設けたリニアガイド６７Ｒに取り付けられている。加振枠７０の一端部にはカム６６が設けてあり、ヘッド取付枠に設けたカム軸駆動モータ６８によって回転駆動することで加振枠７０を水平方向(リニアガイドの方向)に先に述べた加振機の周波数より低い周波数で遥動する構成となっている。このように、２つの異なる加振手段を設けることで、ハンダボール供給部からハンダボールをマスク面に供給する加振周波数の選択幅を広くしている。ヘッド取付枠７１はヘッド駆動手段であるモータ４にて上下に移動できるようになっている。なお、ここでヘッド取付枠７１の上下駆動をモータ４で行うように記載したが、モータ４に変えて空圧シリンダを用いても良い。   The lid 64 is attached to the vibration frame 70, and a slider 67 is provided on the vibration frame 70. The slider 67 is attached to a linear guide 67R provided on a head attachment frame 71 provided on the upper part of the vibration frame. A cam 66 is provided at one end of the vibration frame 70, and the vibration frame 70 is driven in a horizontal direction (in the direction of the linear guide) by rotating by a cam shaft drive motor 68 provided in the head mounting frame. It is configured to swing at a frequency lower than that of the shaker. Thus, by providing two different excitation means, the selection range of the excitation frequency for supplying the solder ball from the solder ball supply unit to the mask surface is widened. The head mounting frame 71 can be moved up and down by a motor 4 which is a head driving means. Here, it has been described that the head mounting frame 71 is driven up and down by the motor 4, but a pneumatic cylinder may be used instead of the motor 4.

図２には、ハンダボールを印刷するためのハンダボール印刷機の概略構成を示す。図２（ａ）にはマスクと基板の位置合わせを行っている状態を、図２（ｂ）には基板上にハンダボールを印刷している状態を示している。   FIG. 2 shows a schematic configuration of a solder ball printer for printing solder balls. FIG. 2A shows a state where the mask and the substrate are aligned, and FIG. 2B shows a state where solder balls are printed on the substrate.

ハンダボール印刷機１には、上下に移動可能なように駆動部１１を備えた印刷テーブル１０が設けてある。この印刷テーブル１０上に基板２１を載置して、マスク２０の面と基板２１の面とをカメラ１５を用いて、図示していない印刷テーブル１０の下側に設けてある水平方向移動機構であるＸＹテーブルを駆動して位置合わせを行う。その後、位置合わせ用のカメラ１５を退避させ、図２（ｂ）に示すように、印刷テーブル１０を上昇させテーブル上部に設けあるマスク２０面を基板２１の面に接触させて、ヘッド上下駆動機構４を駆動して、ボール供給ヘッド３を上下移動してハンダボール充填部材６３をマスク面に接触させる。そして、ヘッド駆動部２ｇを駆動することでボールネジ２ｂを回転させ、ハンダボール供給ヘッド３を水平方向(矢示方向)に移動させる。ハンダボール供給ヘッド３が移動している時に、ハンダボール供給部６２を加振器６５によって水平方向(ヘッド移動方向)に振動させると共に、カム６６もカム軸駆動モータ６８を駆動して回転させることで水平方向に振動させて、ハンダボール供給部６２内のハンダボール２４を振り出す。なお、ハンダボールの振り出しに加振器とカムを同時に駆動することで説明したが、どちらか一方を駆動することでハンダボールの振り出しを行なってもよい。なお、ハンダボールの振り出しと同時に、ハンダボール供給部６２を挟んでハンダボール供給ヘッド３の移動方向に設けてあるハンダボール充填部材６３により、マスク２０に設けてある開口部にハンダボールを充填するものである。また本装置にはマスク裏面を清掃するための清掃機構４５がカメラ移動フレームに設けてあり、カメラ１５と同様、水平方向に移動しながらマスク清掃するようになっている。   The solder ball printer 1 is provided with a printing table 10 having a drive unit 11 so as to be movable up and down. The substrate 21 is placed on the printing table 10, and the surface of the mask 20 and the surface of the substrate 21 are moved by a horizontal movement mechanism provided on the lower side of the printing table 10 (not shown) using the camera 15. A certain XY table is driven to perform alignment. Thereafter, the alignment camera 15 is retracted, and as shown in FIG. 2B, the printing table 10 is raised and the surface of the mask 20 provided on the table is brought into contact with the surface of the substrate 21 to move the head vertical drive mechanism. 4 is driven to move the ball supply head 3 up and down to bring the solder ball filling member 63 into contact with the mask surface. Then, by driving the head driving unit 2g, the ball screw 2b is rotated, and the solder ball supply head 3 is moved in the horizontal direction (arrow direction). When the solder ball supply head 3 is moving, the solder ball supply unit 62 is vibrated in the horizontal direction (head movement direction) by the vibrator 65 and the cam 66 is also rotated by driving the cam shaft drive motor 68. Then, the solder balls 24 in the solder ball supply unit 62 are shaken out in a horizontal direction. Although the description has been made by simultaneously driving the vibrator and the cam for swinging out the solder ball, the solder ball may be swinged out by driving either one of them. The solder ball filling member 63 provided in the moving direction of the solder ball supply head 3 with the solder ball supply unit 62 interposed therebetween is filled with the solder ball in the opening provided in the mask 20 simultaneously with the swinging out of the solder ball. Is. Further, in this apparatus, a cleaning mechanism 45 for cleaning the back surface of the mask is provided in the camera moving frame, and, like the camera 15, the mask is cleaned while moving in the horizontal direction.

図３にハンダボール供給部及びハンダボール充填部材の平面図を示す。図３（ａ）はハンダボール充填部材６３を装置に取付前の平面図を、図３（ｂ）は（ａ）のＢ部の拡大図を示したものである。ハンダボール充填部材６３は、図に示すように、平行に設けられた、所定の間隔（本実施例では約３５ｍｍ）を有する２つの取付部６３Ｐ（取付部の幅は約５ｍｍ）と、上記取付部６３Ｐの間に所定角度（約５度〜３５度）の複数の線材６３Ｌ（太さ０．１ｍｍ）を所定の間隔６３Ｓ（約０．１ｍｍ）で形成したものである。本線材の形成は厚さ０．１ｍｍの鋼板をエッチングにより加工したものである。なお、本実施例の線材は、間隔を設けた２つ取付部６３Ｐに軸心をずらした状態で設けられている。線材の角度は好ましくは約１０度程度が良い。この取付部６３Ｐはハンダボール供給ヘッド３の進行方向に対して直角方向が長手方向になるように形成されている。すなわち、ハンダボール供給ヘッドの幅の長さとなっている。このハンダボール充填部材６３を充填部材取付枠６９とハンダボール供給部６２の枠体に取付られる。すなわち、取付時にはハンダボール供給ヘッドの上下方向に螺旋形コイルの上半分をカットして取付た形状となる。このため、ハンダボール供給ヘッド３をヘッド駆動手段でマスク側に所定の押付力を作用させて接触させた場合、マスクとの接触部がヘッド進行方向に対して所定の角度を有する線材が複数同時に移動することになる。   FIG. 3 is a plan view of the solder ball supply unit and the solder ball filling member. 3A is a plan view before the solder ball filling member 63 is attached to the apparatus, and FIG. 3B is an enlarged view of a portion B in FIG. 3A. As shown in the drawing, the solder ball filling member 63 includes two mounting portions 63P (the width of the mounting portion is about 5 mm) provided in parallel and having a predetermined interval (about 35 mm in this embodiment), A plurality of wire rods 63L (thickness: 0.1 mm) having a predetermined angle (about 5 to 35 degrees) are formed between the portions 63P at a predetermined interval 63S (about 0.1 mm). This wire is formed by etching a steel sheet having a thickness of 0.1 mm. In addition, the wire of a present Example is provided in the state which shifted the axial center to the two attachment parts 63P which provided the space | interval. The angle of the wire is preferably about 10 degrees. The mounting portion 63P is formed such that the direction perpendicular to the direction of travel of the solder ball supply head 3 is the longitudinal direction. That is, it is the length of the width of the solder ball supply head. The solder ball filling member 63 is attached to the filling member mounting frame 69 and the frame of the solder ball supply unit 62. That is, at the time of attachment, the upper half of the spiral coil is cut and attached in the vertical direction of the solder ball supply head. For this reason, when the solder ball supply head 3 is brought into contact with the mask driving force by applying a predetermined pressing force to the mask side, a plurality of wire rods having a predetermined angle with respect to the head traveling direction at the contact portion with the mask simultaneously Will move.

図４にハンダボール充填状況の概略図を示す。図４において、基板２１上の電極部にはフラックス２２が印刷されている。そして、マスク２０の開口部近傍の裏面側には微小突起２０ａが設けてあり、フラックス等に接触しないように構成されている。微小突起２０ａの代わりに、フィルム等の微小段差を設けても良い。また、図４に示すように、ハンダボール供給ヘッド３に設けてあるハンダボール充填部材６３は、上下方向には線材６３Ｌで形成される螺旋形（半円形）の空間が存在し、この空間によって図に示すようにハンダボール２４にはヘッドの進行方向に応じて回転力が発生し、これにより、ハンダボール２４が分散され、１つのマスク開口部に１つのハンダボールが供給されるようになる。なお、ハンダボール供給部６２も線材が設けてあり、この線材はハンダボール充填部材６３と同様な製法で形成され、線間隔を適用ボール直径より約５μｍ小さくした構造としている。   FIG. 4 shows a schematic diagram of the solder ball filling state. In FIG. 4, flux 22 is printed on the electrode portion on the substrate 21. And the microprotrusion 20a is provided in the back surface side near the opening part of the mask 20, and it is comprised so that it may not contact with a flux. Instead of the minute projections 20a, a minute step such as a film may be provided. Also, as shown in FIG. 4, the solder ball filling member 63 provided in the solder ball supply head 3 has a spiral (semi-circular) space formed by the wire 63L in the vertical direction. As shown in the figure, a rotational force is generated in the solder ball 24 in accordance with the traveling direction of the head, whereby the solder ball 24 is dispersed and one solder ball is supplied to one mask opening. . The solder ball supply unit 62 is also provided with a wire, and this wire is formed by the same manufacturing method as the solder ball filling member 63, and has a structure in which the line interval is smaller than the applied ball diameter by about 5 μm.

図５にハンダボール供給ヘッドを移動したときに移動方向に対するハンダボールの集合状況を示したものである。   FIG. 5 shows how the solder balls are gathered in the moving direction when the solder ball supply head is moved.

ハンダボール供給部６２のマスク面と対向する面側をこのハンダボール充填部材６３にて形成することにより、図５に示すように、ハンダボール供給ヘッド３がマスク面上を移動するとき、移動方向に応じてハンダボール２４が集合して、水平加振器６５の動作で線材の間隔が変化してマスク面に適量のハンダボールが供給され、さらに進行方向後方にあるハンダボール充填部材によりマスク開口面に押し込まれる。なお図５に示すように線材６３Ｌの傾斜の向きはハンダボール供給部６２下方のハンダボール充填部材６３の線材に対して、ハンダボール充填部材６３の線材６３Ｌは逆方の傾斜が設けてある。   By forming the surface of the solder ball supply portion 62 opposite to the mask surface with the solder ball filling member 63, the movement direction when the solder ball supply head 3 moves on the mask surface as shown in FIG. Accordingly, the solder balls 24 gather and the spacing between the wire rods is changed by the operation of the horizontal vibrator 65 so that an appropriate amount of solder balls is supplied to the mask surface. Pushed into the surface. As shown in FIG. 5, the wire 63 </ b> L is inclined in the opposite direction with respect to the wire of the solder ball filling member 63 below the solder ball supply unit 62.

なおハンダボール充填部材やハンダボール供給部の線材の制作方法の一例としては、先に述べたように、厚さ０．０５〜０.１ｍｍの鋼板を所定の外形寸法に機械加工した後、線材部分を残して線材間の隙間部をエッチング加工したものである。   In addition, as an example of a method for producing a solder ball filling member or a wire for a solder ball supply unit, as described above, a steel plate having a thickness of 0.05 to 0.1 mm is machined to a predetermined external dimension, and then the wire rod is used. The gap portion between the wire materials is etched by leaving a portion.

図６にハンダボール貯留部からハンダボール供給部にハンダボールを供給するための構成を示す。   FIG. 6 shows a configuration for supplying solder balls from the solder ball storage unit to the solder ball supply unit.

ヘッド移動テーブル２にはハンダボール供給テーブル６１が設けてある。このハンダボール供給テーブル６１はヘッド移動テーブル２に取り付けたステッピングモータ７６の軸に接続されたボールネジ７７によって移動するように構成してある。ハンダボール供給テーブル６１には、シンリンジ等により構成されたハンダボール貯留部６０が、回転可能に設けてある。通常ハンダボール貯留部６０はハンダボール排出口が水平方向になるようにしてあり、ハンダボールをハンダボール供給部６２に供給するときにロータリアクチュエータ７８によりハンダボール貯留部６０を回転させて、図に示すように排出口が下向きになるようにしてある。さらにシリンダ７５によりハンダボール貯留部６０を、ハンダボール供給部６２上部の蓋に設けた開口部に近接するように、降下させることができるように構成してある。このようにシリンジからハンダボールをハンダボール供給部６２に供給できるように構成することで、ハンダボール供給部６２内のハンダボールの量に応じてハンダボール貯留部６０を動作させてハンダボールを補充することが出来る。   The head moving table 2 is provided with a solder ball supply table 61. The solder ball supply table 61 is configured to move by a ball screw 77 connected to the shaft of a stepping motor 76 attached to the head moving table 2. The solder ball supply table 61 is provided with a solder ball storage unit 60 made of a thin ring or the like so as to be rotatable. Normally, the solder ball reservoir 60 is set so that the solder ball discharge port is in the horizontal direction. When the solder ball is supplied to the solder ball supply unit 62, the rotary ball 78 is rotated by the rotary actuator 78, so that FIG. As shown, the outlet is directed downwards. Further, the cylinder 75 is configured so that the solder ball storage unit 60 can be lowered so as to be close to the opening provided in the lid on the upper part of the solder ball supply unit 62. In this way, by configuring so that the solder ball can be supplied from the syringe to the solder ball supply unit 62, the solder ball storage unit 60 is operated according to the amount of the solder ball in the solder ball supply unit 62 to replenish the solder balls. I can do it.

次に、ハンダボール印刷の一連の動作を説明する。   Next, a series of operations for solder ball printing will be described.

まず電極部にフラックスの印刷された基板２１がハンダボール印刷機に搬入され印刷テーブル１０上に載置される。印刷テーブル１０には負圧を供給する吸着口が複数設けてあり、ここに負圧を供給することで基板２１が印刷テーブル面上を移動しないように保持している。   First, the substrate 21 on which flux is printed on the electrode part is carried into a solder ball printer and placed on the printing table 10. The printing table 10 is provided with a plurality of suction ports for supplying negative pressure, and the substrate 21 is held so as not to move on the surface of the printing table by supplying negative pressure thereto.

次に、基板２１面に設けた位置合わせマークと、マスク２０に設けてある位置合わせマークとを、位置合わせ用のカメラを用いて撮像する。撮像したデータは図示していない制御部に送られ、そこで画像処理され、位置ずれ量が求められる。その結果に基づいて、印刷テーブルを図示していない水平方向移動機構により、ずれを補正する方向に移動する。   Next, the alignment mark provided on the surface of the substrate 21 and the alignment mark provided on the mask 20 are imaged using an alignment camera. The imaged data is sent to a control unit (not shown), where it is subjected to image processing, and the amount of positional deviation is obtained. Based on the result, the print table is moved in a direction to correct the deviation by a horizontal movement mechanism (not shown).

位置合わせが終了すると、印刷テーブル１０を上昇させてマスク２０裏面に基板２１の印刷面を接触させる。   When the alignment is completed, the printing table 10 is raised and the printing surface of the substrate 21 is brought into contact with the back surface of the mask 20.

次に、ハンダボール供給ヘッド３を印刷開始位置に水平移動し、マスク面まで降下させる。次にハンダボール供給部６２内のハンダボールの量を検査し、印刷に必要な量になっていない場合はハンダボール貯留部６０を動作させて、ハンダボール供給部６２に必要量のハンダボールを供給する。   Next, the solder ball supply head 3 is moved horizontally to the printing start position and lowered to the mask surface. Next, the amount of solder balls in the solder ball supply unit 62 is inspected, and if the amount is not necessary for printing, the solder ball storage unit 60 is operated so that the required amount of solder balls is supplied to the solder ball supply unit 62. Supply.

その後、加振器６５及びカム軸駆動モータ６８を駆動してハンダボール供給部６２に収納されているハンダボールをマスク面に供給する。   Thereafter, the vibrator 65 and the cam shaft drive motor 68 are driven to supply the solder balls stored in the solder ball supply unit 62 to the mask surface.

ハンダボール供給ヘッド３を水平方向に移動しながらハンダボール充填部材（コイル状の線材のばね作用）により、ハンダボールをマスク開口部に押し込み、基板上のフラックスに付着させる。   While moving the solder ball supply head 3 in the horizontal direction, the solder ball is pushed into the mask opening by the solder ball filling member (spring action of the coiled wire), and adheres to the flux on the substrate.

ハンダボール供給ヘッド３がマスク面上を移動し終わると、ハンダボール供給ヘッド３をマスク２０面から離間するように上昇させ、その後ハンダボール供給ヘッド３を原点位置に戻す。   When the solder ball supply head 3 finishes moving on the mask surface, the solder ball supply head 3 is lifted away from the mask 20 surface, and then the solder ball supply head 3 is returned to the origin position.

次に、印刷テーブル１０を降下させて、マスクを印刷テーブルから離間させる。   Next, the printing table 10 is lowered to separate the mask from the printing table.

印刷された基板の印刷状態をカメラにて撮像し欠陥の有無を調べる。   The printed state of the printed board is imaged with a camera to check for defects.

欠陥があればリペア部に基板を搬送し、そこで欠陥部を修復する。   If there is a defect, the substrate is transferred to the repair portion, where the defective portion is repaired.

欠陥部修復後リフロー部に基板を搬送し、ハンダボールを溶融固着させる。   After repairing the defective part, the substrate is conveyed to the reflow part, and the solder ball is melted and fixed.

以上、大まかなハンダボールの印刷の工程を述べたが、リペア部やリフロー部に関しては前述の装置とは別装置となるので、詳細な説明はしていない。   The rough solder ball printing process has been described above. However, the repair unit and the reflow unit are different from the above-described devices, and thus are not described in detail.

この工程中で、本発明のハンダボール供給ヘッドを用いることで、微小径のハンダボールを確実にマスク開口部からフラックス上に供給することが出来る。   In this process, by using the solder ball supply head of the present invention, a small-diameter solder ball can be reliably supplied onto the flux from the mask opening.

ハンダボール印刷機用ハンダボール供給ヘッドの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the solder ball supply head for solder ball printers. ハンダボールを印刷するためのハンダボール印刷機の概略構成図であるIt is a schematic block diagram of the solder ball printer for printing a solder ball. ハンダボール供給部及びハンダボール充填部材の平面図である。It is a top view of a solder ball supply part and a solder ball filling member. ハンダボール充填状況の概略図である。It is the schematic of the solder ball filling condition. ハンダボール供給ヘッドを移動したときにハンダボール供給部における移動方向に対するハンダボールの集合状況を示した図である。It is the figure which showed the gathering condition of the solder ball with respect to the moving direction in a solder ball supply part, when a solder ball supply head is moved. ハンダボール貯留部からハンダボール供給部にハンダボールを供給するための構成を示す図である。It is a figure which shows the structure for supplying a solder ball from a solder ball storage part to a solder ball supply part.

符号の説明Explanation of symbols

１…ハンダボール印刷機、２…ヘッド移動フレーム、３…ハンダボール供給ヘッド、４…ヘッド上下駆動機構、１０…印刷テーブル、１１…印刷テーブル上昇機構、１５…カメラ、２０…スクリーン、２１…基板、２４…ハンダボール、４５…清掃機構、６０…ハンダボール貯留部、６２…ハンダボール供給部、６３…ハンダボール充填部材、６５…加振器、６６…カム。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solder ball printer, 2 ... Head moving frame, 3 ... Solder ball supply head, 4 ... Head vertical drive mechanism, 10 ... Print table, 11 ... Print table raising mechanism, 15 ... Camera, 20 ... Screen, 21 ... Substrate , 24 ... solder balls, 45 ... cleaning mechanism, 60 ... solder ball storage section, 62 ... solder ball supply section, 63 ... solder ball filling member, 65 ... vibrator, 66 ... cam.

Claims (5)

予めフラックスの印刷されたプリント基板又はウエハーからなるワークを印刷ステージに固定し、印刷ステ−ジをワークの電極パターンがマスクの電極パターンと合致するように上下２視野カメラにて認識位置決めし、印刷ステージ上のワークがマスクにコンタクトするよう上昇し、ワークの電極パターン又は電極パッド上にハンダボール供給ヘッドからハンダボールをマスク面に供給し、マスクを通して転写・印刷を行うハンダボール印刷機において、
前記ハンダボール供給ヘッドが、ハンダボールを貯留するハンダボール貯留部と、前記ハンダボール貯留部の下方に所定量のハンダボールをマスク面に供給するためのハンダボール供給部と、前記ハンダボール供給ヘッドの移動方向で前記ハンダボール供給部から供給されたハンダボールをマスク面の開口部に分散し、余分なハンダボールを掻き取るためにマスク面に接触する側に半らせん状の複数の線材で形成したハンダボール充填部材を設けた構成としたことを特徴とするハンダボール印刷機。 A workpiece consisting of a printed circuit board or wafer on which flux has been printed in advance is fixed to a printing stage, and the printing stage is recognized and positioned with a two-field camera so that the electrode pattern of the workpiece matches the electrode pattern of the mask. In a solder ball printing machine where the workpiece on the stage rises so as to contact the mask, the solder ball is supplied from the solder ball supply head to the mask surface on the electrode pattern or electrode pad of the workpiece, and transfer / printing is performed through the mask.
The solder ball supply head for storing a solder ball; a solder ball supply portion for supplying a predetermined amount of solder balls to the mask surface below the solder ball storage portion; and the solder ball supply head. The solder balls supplied from the solder ball supply unit in the direction of movement are dispersed in the openings on the mask surface, and a plurality of semi-spiral wires are formed on the side in contact with the mask surface to scrape excess solder balls. A solder ball printing machine characterized in that the solder ball filling member is provided. 請求項１に記載のハンダボール印刷機において、
前記ハンダボール供給ヘッドに、ハンダボール充填部材をハンダボール供給ヘッドの移動方向に加振する水平方向加振器を設けたことを特徴とするハンダボール印刷機。 The solder ball printing machine according to claim 1,
A solder ball printing machine, wherein the solder ball supply head is provided with a horizontal vibration exciter for exciting the solder ball filling member in the moving direction of the solder ball supply head. 請求項１に記載のハンダボール印刷機において、
前記ハンダボール供給ヘッドを上下移動するヘッド上下駆動機構を備え、前記ヘッド上下駆動機構でハンダボール供給ヘッドに設けたハンダボール充填部材をマスク面に押付る押付力を作用させることで、前記ハンダボール充填部材を構成する線材をハンダボール供給ヘッドの移動方向に対して所定の角度で接触させることを特徴とするハンダボール印刷機。 The solder ball printing machine according to claim 1,
The solder ball supply head includes a head vertical drive mechanism that moves the solder ball supply head up and down, and the solder ball filling member provided on the solder ball supply head by the head vertical drive mechanism applies a pressing force to press against the mask surface. A solder ball printing machine, wherein a wire constituting a filling member is brought into contact with a moving direction of a solder ball supply head at a predetermined angle. 請求項１に記載のハンダボール印刷機において、
前記ハンダボール充填部材が、厚さ０．０５〜０．１ｍｍの鋼板を用いて、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ間隔に幅０．１ｍｍで約５度〜３５度の傾斜で充填部材取付部を除いてエッチング加工することで複数の線材を一括形成し、充填部材取付部に半らせん状に設置したことを特徴とするハンダボール印刷機。 The solder ball printing machine according to claim 1,
The solder ball filling member is a steel plate having a thickness of 0.05 to 0.1 mm, and the filling member mounting portion is inclined at a width of 0.1 mm and an inclination of about 5 to 35 degrees at intervals of 0.1 mm to 0.3 mm. A solder ball printing machine characterized in that a plurality of wire rods are collectively formed by etching and are installed in a semi-spiral shape on the filling member mounting portion. 請求項４に記載のハンダボール印刷機において、
前記ハンダボール供給ヘッドに設けた複数のハンダボール充填部材の線材の傾斜方向を互いに逆方向になるように設けてあることを特徴とするハンダボール印刷機。 The solder ball printer according to claim 4,
A solder ball printing machine, wherein the solder ball filling members provided on the solder ball supply head are provided so that the inclined directions of the wire rods are opposite to each other.
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