JP5183250B2 - マスクおよびこのマスクを用いたプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば直径が１ｍｍ以下の導電性ボールをプリント配線板の複数の電極のそれぞれに搭載する際に好適に用いることができるマスク、およびこのマスクを用いたプリント配線板の製造方法に関するものである。

ウエハ（半導体ウエハ）には、所定の配列パターンで電極が設けられているものがある。このようなウエハでは、電極と半導体などとの間の電気的な接続を得るために、電極のそれぞれに半田ボールなどの導電性ボールが配列（搭載）されることがある。ウエハに設けられた電極のそれぞれに導電性ボールを配列する方法としては、所定の配列パターン（電極パターン）で設けられた電極と対応するように所定のマスクパターンで開口部（孔）が設けられたマスクをウエハと重ね合わせ、このマスクを介して、電極のそれぞれに導電性ボールを配列する方法が知られている。

特許文献１には、規則的に配置された複数の半導体チップから構成されているウエハの、所定の配列パターンで設けられた電極の上に、導電性ボールを配列するためのマスクが開示されている。このマスクは、所定の配列パターンに対応し形成され導電性ボールが挿通可能な開口部と、非開口部とを備えている。

所定の配列パターンで設けられた電極の上面には、電極と導電性ボールとを結合させるためのハンダペースト又はフラックスが所定の厚みで印刷されることにより、粘着膜が形成される。このため、マスクをウエハに重ね合わせたときに、マスクに粘着膜が接触しないように、このマスクは、さらに、非開口部の下面に形成された凸部を備え、凸部は開口部の開口端の周囲に形成されている。
特開２００６−５２７６号公報

近年、ウエハだけでなく、プリント配線板（プリント回路板）に設けられた複数の電極と半導体チップとを接続するために、プリント配線板に導電性ボール、特に、直径が１ｍｍ以下の微細な導電性ボールを搭載することが検討されている。複数の開口部（多孔）を含むマスクパターンを備えたマスクを用いる方法は、ウエハ上の電極に微細な導電性ボールを搭載する方法として確立されつつある。しかしながら、プリント配線板上の電極に微細な導電性ボールを搭載する方法としては、検討が開始されたところである。

本発明の一態様は、プリント配線板に設けられた電極パターンに含まれる複数の電極のそれぞれにボール径が１０〜５００μｍの微小な導電性ボールを搭載するためのマスクである。このマスクは、複数の電極と対応するように設けられた複数の孔を含むマスクパターンと、マスクパターンを囲い、第１の厚みを備えた第１の領域と、この第１の領域を囲い、マスクの裏面が凹むことにより第１の領域よりも薄くなった第２の領域と、第２の領域を囲い、当該マスクの裏面が突き出ることにより第２の領域よりも厚くなった第３の領域とを有する。このマスクでは、マスクのマスクパターンとプリント配線板の電極パターンとを対応させたときに、第１の領域と第２の領域との境界がプリント配線板の縁よりも内側に位置し、第２の領域がプリント配線板の縁よりも外側に広がり、第１の領域、第２の領域および第３の領域によりプリント配線板の縁に沿って、マスクパターンに対し第１の領域により分離され、マスクパターンを有しない溝部が形成されている。

シリコンウエハ（シリコンウェーハ、半導体ウエハ）は固くてもろいため、加工時に容易に割れたり欠けたりする。それを防ぐため、切り出された円板の外周を面取りする処理が行われている（ベベリング）。このため、マスクをウエハに重ね合わせたときに、ウエハの縁がマスクに干渉することは考慮されていない。プリント配線板は、ベベリングは通常要求されない。したがって、プリント配線板が、多数枚取りの基板を断裁して形成されているような場合には、プリント配線板の縁に、断裁時に生じるバリが残っていることがある。また、プリント配線板は、その表面にめっき処理を施していることがあり、このような場合には、プリント配線板の縁に、めっきが異常析出していることがある。プリント配線板にマスクを介して微細な導電性ボールを搭載する際、プリント配線板の縁のバリやめっきの異常析出物などの突起物がマスクと干渉すると、プリント配線板とマスクとの間の隙間の制御が難しくなり、プリント配線板とマスクとの間に導電性ボールが入り込み、迷いボールなどの不具合の要因となる可能性があることが明らかになった。

本発明の一態様の上記のマスクによれば、マスクの裏面が凹み、第１の領域よりも薄くなった第２の領域により第１の領域が囲われている。さらに、マスクのマスクパターンとプリント配線板の電極パターンとを対応させたときに、第１の領域と第２の領域との境界がプリント配線板の縁よりも内側に位置し、第２の領域がプリント配線板の縁よりも外側に広がる。すなわち、このマスクによれば、マスクのマスクパターンとプリント配線板の電極パターンとを対応させたときに、第１の領域よりも薄くなった第２の領域が、少なくともプリント配線板の縁に対応する領域を含む。

このマスクを用いることにより、マスクのマスクパターンとプリント配線板の電極パターンとを対応させたときに、プリント配線板の縁を、第１の領域よりも薄くなった第２の領域と対向させることができる。このため、プリント配線板の縁にバリやめっきの異常析出物などの突起物が存在していたとしても、マスクの下面と接触（干渉）し難い。したがって、このマスクを用いることにより、プリント配線板の縁に存在するバリやめっきの異常析出物などの突起物に起因して、プリント配線板とマスクとの間の隙間の制御が困難になることは抑止される。このため、このマスクを用いることにより、プリント配線板に設けられた電極パターンに含まれる複数の電極のそれぞれに導電性ボールを良好に搭載することができる。

このマスクを形成する方法の１つは、マスクの裏面を機械加工あるいはエッチング加工し、第２の領域を第１の領域よりも薄くすることである。このマスクを形成する他の方法の１つは、マスクの裏面をアディティブ加工し、第１の領域を第２の領域よりも厚くすることである。

このマスクは、第２の領域を囲い、このマスクの裏面が突き出ることにより第２の領域よりも厚くなった第３の領域をさらに有する。マスクの裏面が突き出ることにより第２の領域よりも厚くなった第３の領域を第２の領域の周囲に設けることにより、マスクの強度を高めることができる。

第３の領域をさらに有するマスクの一形態は、第１の領域の厚みと第３の領域の厚みとが等しいものである。そのようなマスクは、エッチング加工あるいはアディティブ加工などによりマスクを製造し易い。すなわち、そのようなマスクは、エッチング加工の場合は、マスクの裏面の第１ないし第３の領域のうちの第２の領域のみをエッチングすることにより製造できる。アディティブ加工の場合は、第１の領域と第３の領域において同じ条件で金属層を形成することにより、第１の領域の厚みと第３の領域の厚みとが等しいマスクを製造できる。

第３の領域をさらに有するマスクの他の形態の１つは、第３の領域の少なくとも一部が第１の領域よりも厚いものである。上述のように、マスクの裏面が突き出ることにより第２の領域に対して厚くなった第３の領域を第２の領域の周囲に設けることは、マスクの強度を高めることができる要因となる。第３の領域の少なくとも一部を第１の領域に対して厚くすることにより、さらにマスクの強度を高めることができる。マスクは、多くの場合、マスク枠に取り付けられている（固定されている）。第３の領域の少なくとも一部を第１の領域よりも厚くし、マスクの強度をさらに高めることにより、マスクをマスク枠に取り付けるときに、マスクに歪みが発生しにくくなる。

また、第３の領域を有するマスクのさらに他の形態の１つは、第３の領域の裏面の少なくとも一部が、ガイド部材の上面と接するものである。ガイド部材は、プリント配線板の裏面を吸着支持するための支持テーブルの支持面を囲み、支持面に対し突出し、プリント配線板を囲むように配置された部材である。マスクのマスクパターンとプリント配線板の電極パターンとが対応するようにマスクとプリント配線板とを位置合わせしたときに、マスクの高さをより安定して支持できる。また、この場合、ガイド部材により、マスクの高さ調整を行うことも可能である。

第３の領域を有するマスクのさらに他の形態の１つは、第３の領域の裏面の少なくとも一部とガイド部材の上面との間に隙間が設けられるものである。マスクとプリント配線板とを位置合わせしたときに、マスク（第３の領域の少なくとも一部）とガイド部材との干渉を防止でき、ガイド部材がマスクの高さ調整の障害となることを防止できる。

本発明の他の態様は、上記のマスクを用いたプリント配線板（プリント回路板）の製造方法である。この製造方法は、以下の工程を有する。
（１）プリント配線板の裏面を支持テーブルにより吸着支持すること（吸着支持する工程）。
（２）プリント配線板に設けられた電極パターンに含まれる複数の電極のそれぞれに導電性ボールを搭載するためのマスクとプリント配線板とを直接的または間接的に位置合わせすること（位置合わせする工程）。

マスクは、複数の電極と対応するように設けられた複数の孔を含むマスクパターンと、マスクパターンを囲い、第１の厚みを備えた第１の領域と、第１の領域を囲い、マスクの裏面が凹むことにより第１の領域よりも薄くなった第２の領域とを備えている。そして、位置合わせすること（位置合わせする工程）により、マスクのマスクパターンとプリント配線板の電極パターンとが対応するとともに、第１の領域と第２の領域との境界がプリント配線板の縁よりも内側に位置し、第２の領域がプリント配線板の縁よりも外側に広がる。さらに、この製造方法は、以下の工程を有する。
（３）マスクの表面に複数の導電性ボールを供給し、マスクパターンに含まれる複数の孔に導電性ボールを充填すること（充填する工程）。

この製造方法において、位置合わせすることは、マスクとプリント配線板とを直接的に位置合わせすることであってもよく、また、例えば、マスクと支持テーブルとを位置合わせすることにより、マスクと支持テーブルに吸着支持されているプリント配線板とを間接的に位置合わせすることであっても良い。

この製造方法によれば、位置合わせすることにより、マスクのマスクパターンとプリント配線板の電極パターンとが対応するとともに、第１の領域と第２の領域との境界がプリント配線板の縁よりも内側に位置し、第２の領域がプリント配線板の縁よりも外側に広がるようになる。すなわち、この製造方法によれば、プリント配線板の縁が、第１の領域よりも薄くなった第２の領域と対向するように位置合わせされるため、プリント配線板の縁にバリやめっきの異常析出物などの突起物が存在していたとしても、この突起物がマスクと干渉することが抑止される。したがって、マスクパターンに含まれる複数の孔に導電性ボールを充填することによって、マスクを介して、プリント配線板の複数の電極のそれぞれに導電性ボールを良好に搭載することができる。

この製造方法によれば、第２の領域を囲い、マスクの裏面が突き出ることにより第２の領域よりも厚くなった第３の領域をさらに備えたマスクを用いる。また、支持テーブルは、プリント配線板の裏面を吸着支持するための支持面と、支持面を囲み、支持面に対し突き出るように配置されたガイド部材とを備えていても良い。

位置合わせする際に、第３の領域の裏面の少なくとも一部とガイド部材の上面との間に隙間を設けるようにしても良い。マスク（第３の領域の裏面の少なくとも一部）がガイド部材により不用意に上方に押し上げられることが無いため、ガイド部材がマスクを押し上げることに起因し、プリント配線板とマスクとの間に隙間あるいは必要以上に大きな隙間が生じることが無い。

また、位置合わせする際に、第３の領域の裏面の少なくとも一部がガイド部材の上面と接するようにしても良い。マスクの第３の領域の裏面の少なくとも一部、例えば、プリント配線板の周囲と対応する領域（プリント配線板の縁の近傍と対応する領域）をガイド部材の上面により支持させたり、ガイド部材によりマスクの高さ調整を行うことができる。

以下、マスクの一実施形態およびプリント配線板（プリント回路板）の製造方法の一実施形態を説明する。この製造方法では、例えば、図１に示したボール搭載装置を用いることができる。図１は、ボール搭載装置の一例の概略構成を平面図により示している。図１に示すボール搭載装置１は、平面矩形状のプリント配線板１１０に設けられた電極パターンに含まれる複数の電極のそれぞれに導電性ボールを搭載するための装置であって、ボールマウンタなどとも呼ばれる。このボール搭載装置１は、ボール充填装置９を備えており、ボール充填装置９にはマスク９０をセット可能である。このマスク９０は、複数の孔を備えており、それらは一定のパターン（マスクパターン）を形成している。ボール充填装置９により、マスクパターンに含まれる複数の孔に導電性ボールを充填することにより、このマスク９０を介して、プリント配線板１１０の電極パターンに含まれる複数の電極のそれぞれに導電性ボールを搭載できる。

したがって、このボール搭載装置１では、プリント配線板１１０を製造する過程（工程）の中の、マスク９０を用いてプリント配線板１１０の複数の電極のそれぞれに導電性ボールを搭載する処理（工程）が実施される。

図２は、プリント配線板の一例の概略構成を平面図により示している。図３は、図２中の円IIIで囲まれた領域を拡大して示している。プリント配線板１１０は、プリント配線基板、プリント回路板、プリント回路基板、回路基板、あるいはプリント基板などとも呼ばれ、半導体が実装される半導体実装基板、ビルドアップ基板、多層基板などを含む。プリント配線板１１０には、その一方の面（本例では上面）１１０ａに、複数の電極１１２を含む電極パターン１１１が設けられている。典型的には、プリント配線板１１０には、マトリックス状あるいはアレイ状に配置された複数の電極１１２を含む少なくとも１つの電極パターン１１１が設けられている。そして、電極１１２と半導体などとの間の電気的な接続を得るために、プリント配線板１１０の複数の電極１１２のそれぞれに導電性ボールＢを搭載することが求められている。

本例にて導電性ボールＢを搭載するプリント配線板１１０には、図２および図３に示すように、複数の半導体チップ（半導体デバイス）をマトリックス状あるいはアレイ状に実装できるように設けられた複数の電極１１２を含む電極パターン１１１と、それらの電極１１２に関する配線（不図示）とがプリントあるいは他の方法により設けられている（形成されている）。それぞれの電極１１２に導電性ボールＢの搭載を含む処理を行った後、このプリント配線板１１０に半導体チップを搭載してリフローすることにより、半導体チップと配線とが接続される。プリント配線板１１０は、その後、適当な数の半導体チップを含む基板に断裁することも可能である。したがって、このプリント配線板１１０には、個々の半導体チップの電極配置に対応するように電極１１２が配置された電極パターン１１１が複数設けられている。これら複数の電極パターン１１１の集合を１つの電極パターンと捉えても良い。

プリント配線板１１０に設けられている電極１１２は、例えば、ランド状（凸状）の電極（ランド）である（図４参照）。なお、プリント配線板１１０が多層基板などの場合、レジスト層が形成されており、レジスト層は、電極１１２に対応する部分がエッチングなどにより除去されている。したがって、このようなプリント配線板１１０では、電極部分が凹状となっている場合もある。

プリント配線板１１０の電極１１２の上に搭載される導電性ボールＢは、電気的な接続を得るために機能するものであり、その直径は、例えば１ｍｍ以下、具体的には、１０〜５００μｍ程度である。このような導電性ボールＢは、微小ボール（マイクロボール）と呼ばれることもある。導電性ボールＢには、半田ボール（銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）などを含む、主成分が錫（Ｓｎ）からなるボール）、金あるいは銀などの金属製のボール、さらに、セラミックス製のボールあるいはプラスチック製のボールに導電性のメッキなどの処理が施されたものが含まれる。本例では、導電性ボールＢとして、直径９０μｍ程度の半田ボールが用いられている。

図１に示すボール搭載装置１は、ローダ・アンローダ装置２と、ＸＹＺθ支持テーブル（移動テーブル）３と、搬送ロボット４と、アライナ５と、矯正装置６と、フラックス塗布装置（フラックス印刷装置、スクリーン印刷装置）７と、第１および第２のカメラ８ａおよび８ｂと、ボール充填装置９とを有している。矯正装置６、フラックス塗布装置７、カメラ８ａおよび８ｂ、およびボール充填装置９は、Ｘ方向に並んで配置されている。

ローダ・アンローダ装置２は、第１のパッケージ２ａと第２のパッケージ２ｂとを有し、プリント配線板１１０をロード（供給）およびアンロード（収納）するための装置である。アライナ５は、プリント配線板１１０と支持テーブル３との粗位置合わせ（プリアライメント）を行うための装置である。矯正装置６は、プリント配線板１１０の反りを矯正するための装置である。フラックス塗布装置７は、プリント配線板１１０の複数の電極１１２に、フラックス塗布用マスク７ａを介して、プリント配線板１１０と導電性ボールＢとを結合させるための素材（フラックス）を塗布するための装置である。２つのカメラ８ａおよび８ｂは、プリント配線板１１０に設けられた２つのアライメントマーク（不図示）をそれぞれ検出し、支持テーブル３に搭載されたプリント配線板１１０の支持テーブル３に対する詳細な位置を求めるためのものである。ボール充填装置９は、マスク９０に設けられた複数の孔９２のそれぞれに導電性ボールＢを充填することにより、プリント配線板１１０の複数の電極１１２の上に、フラックスを介して、導電性ボールＢを搭載（配置、配列）するための装置である。搬送ロボット４は、ローダ・アンローダ装置２の第１のパッケージ２ａからプリント配線板１１０をアライナ５の上方に搬入し、アライナ５からプリント配線板１１０を支持テーブル３へ搬送し、支持テーブル３からプリント配線板１１０をローダ・アンローダ装置２の第２のパッケージ２ｂに搬出するためのものである。

支持テーブル３は、Ｘ軸テーブル、Ｙ軸テーブル、Ｚ軸テーブル、およびθテーブルを備えている。支持テーブル３は、減圧吸引などの方法によりプリント配線板１１０の反りを矯正した状態で、このプリント配線板１１０の裏面（下面）１１０ｂを、その上面（支持面、本例ではＸ−Ｙ平面）２１ａの上に吸着支持する。本例では、支持テーブル３は、プリント配線板１１０を、その長手方向がＹ方向に沿うような姿勢で、吸着支持する。

そして、支持テーブル３は、このプリント配線板１１０を、矯正装置６、フラックス塗布装置７、カメラ８ａおよび８ｂ、およびボール充填装置９の間の任意の位置に移動させる。また、支持テーブル３は、プリント配線板１１０の位置（向き）を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向およびθ方向に調整することができる。プリント配線板１１０を支持テーブル３に吸着支持する方法の一例は、減圧吸引であるが、プリント配線板１１０を支持テーブル３に吸着支持する方法は、減圧吸引に限定されるものではなく、静電チャックのようなものであってもよく、また、それらを併用することも可能である。

図４は、ボール搭載装置１に含まれるボール充填装置９の概略構成を部分的に拡大した断面図にて示している。図５は、ボール充填装置９にセットされる、本発明の第１の実施形態にかかるマスク９０を、下方から見た様子を示している。図５において、二点鎖線は、マスク９０をプリント配線板１１０に位置合わせした際の、プリント配線板１１０の縁（エッジ）１１３を示している。図６は、図５中の円VIで囲まれた領域を拡大して示している。

図１および図４に示すように、ボール充填装置９は、マスク９０を保持するマスクホルダ１１と、２つのボールディスペンサ１２ａおよび１２ｂと、２つのボールディスペンサ１２ａおよび１２ｂを支持する支持部材１３と、支持部材１３を介して２つのボールディスペンサ１２ａおよび１２ｂをＸおよびＹ方向へ移動させるためのディスペンサ移動機構１４と、ディスペンサ移動機構１４に搭載された第３のカメラ１５とを備えている。

マスクホルダ１１に取り付けられるマスク９０は、プリント配線板１１０に設けられた複数の電極１１２のそれぞれに導電性ボールＢを搭載するためのものである。マスク９０は、図４ないし図６に示すように、複数の電極１１２と対応するように設けられた複数の孔（微小開口、アパーチャ、マイクロアパーチャ）９２を有している。本例のマスク９０は、直径が９０μｍの半田ボールＢを配置するためのものであり、複数の孔９２の各々の直径は９０〜１００μｍ程度となっている。また、ボールＢを搭載するプリント配線板１１０は、複数の電極１１２をそれぞれ含む複数の電極パターン１１１が、２次元的にマトリックス状あるいはアレイ状に配置されている。

ボール搭載用マスク９０と支持テーブル３に支持されたプリント配線板１１０とは、例えば、直接的に位置合わせすることができる。この例では、カメラ８ａおよび８ｂによって、支持テーブル３に搭載されたプリント配線板１１０の２つのアライメントマークを検出することにより、支持テーブル３に搭載されたプリント配線板１１０の支持テーブル３に対する詳細な位置を求め、さらに、ディスペンサ移動機構１４に搭載されたカメラ１５によって、マスクパターン９１の開口９２と電極パターン１１１の電極１１２とを上方から見て、マスクパターン９１と電極パターン１１１とを合致させることにより、ボール搭載用マスク９０と支持テーブル３に支持されたプリント配線板１１０とを詳細に位置合わせすることができる。マスク９０のアライメントマークの検出結果とプリント配線板１１０のアライメントマークの検出結果とを用いることにより、マスク９０とプリント配線板１１０とを直接的に位置合わせすることも可能である。

ボール搭載用マスク９０と支持テーブル３に支持されたプリント配線板１１０とは、間接的に位置合わせしても良い。例えば、ディスペンサ移動機構１４に搭載されたカメラ１５によって、支持テーブル３のアライメントマークとマスクのアライメントマークとを検出し、さらに、カメラ８ａおよび８ｂにより得られたオフセット値（支持テーブル３に対するプリント配線板１１０のオフセット値）を反映させることにより、ボール搭載用マスク９０と支持テーブル３に支持されたプリント配線板１１０とを、支持テーブル３を介して間接的に位置合わせしても良い。

ボール搭載用マスク９０と支持テーブル３に支持されたプリント配線板１１０とを、直接的または間接的に位置合わせすることにより、ボール搭載用マスク９０と支持テーブル３に支持されたプリント配線板１１０とは、ボール搭載用マスク９０のマスクパターン９１と支持テーブル３に支持されたプリント配線板１１０の電極パターン１１１とが対応するように位置合わせされる。

充填装置９では、２つのボールディスペンサ１２ａおよび１２ｂによりマスク９０の表面に複数の導電性ボールＢが供給され、複数のマスクパターン９１にそれぞれ含まれる複数の孔９２に導電性ボールＢが充填される。これにより、マスク９０を介して、プリント配線板１１０の複数の電極パターン１１１にそれぞれ含まれる複数の電極１１２の上に導電性ボールＢをそれぞれ搭載することができる。

さらに詳しくは、まず、このマスク９０は、ある程度の張力（テンション）が与えられた状態で、マスク枠９９に取り付けられている。マスク９０は、例えば、強力な両面テープなどにより、マスク枠９９に固定されている。マスク９０は、マスク枠９９を介して、ボール充填装置９に設けられたマスクホルダ１１にセットされる。

図１に示すように、２つのボールディスペンサ１２ａおよび１２ｂは、支持部材１３に支持され、Ｘ軸テーブル１４ａおよび一対のＹ軸テーブル１４ｂおよび１４ｃを含むディスペンサ移動機構１４により、マスク９０の表面（上面）９０ａの２次元方向の任意の位置に移動する。また、図４に示すように、２つのボールディスペンサ１２ａおよび１２ｂは、マスク９０の表面９０ａに、２つの動区域Ｍ１およびＭ２を形成する。このため、独立した２つの導電性ボールＢの集団Ｂｇが、マスクホルダ１１に保持されたマスク９０の表面９０ａの異なる場所Ｍ１およびＭ２にそれぞれ保持される。このボール充填装置９では、２つのボールディスペンサ１２ａおよび１２ｂを、動区域Ｍ１およびＭ２が独立または連動するように動かすことにより、マスク９０の上から、複数の孔９２のそれぞれに導電性ボールＢを充填する。

２つのボールディスペンサ１２ａおよび１２ｂは、実質的に同一の構成である。ボールディスペンサ１２ａおよび１２ｂは、それぞれ、円盤状のスキージサポート１６と、スキージサポート１６の下面からマスク９０の上面９０ａに向かって突き出たスキージ１７とを備えている。スキージサポート１６の中心は、マスク９０に対して垂直方向に延びたシャフト１８に繋がっている。スキージ１７は、マスク９０の上面９０ａに比較的柔らかく接し、このマスク９０の上の導電性ボールＢを掃き集めることができるものであれば良い。

２つボールディスペンサ１２ａおよび１２ｂは、それぞれ、モータ（不図示）により、シャフト１８を中心として、回転駆動される。２つボールディスペンサ１２ａおよび１２ｂが回転することにより、導電性ボールＢは、逸散しないように、動区域Ｍ１およびＭ２の周囲の領域から、動区域Ｍ１およびＭ２の内部に集められる。したがって、２つボールディスペンサ１２ａおよび１２ｂにより形成される円形の動区域Ｍ１およびＭ２に、それぞれ、複数の導電性ボールＢからなる集団Ｂｇが保持される。ボールディスペンサ１２ａおよび１２ｂの移動に伴い、ボールディスペンサ１２ａおよび１２ｂに保持された導電性ボールＢの集団Ｂｇも移動する。そして、円形の動区域Ｍ１およびＭ２に保持された導電性ボールＢは、マスク９０の孔９２に順次充填され、プリント配線板１１０の電極１１２の上にそれぞれ搭載される。

なお、本例では、２つのボールディスペンサを備えるボール充填装置にマスク９０をセットするようにしているが、マスク９０がセットされるボール充填装置に設けられるボールディスペンサの数は、１つであっても、３つ以上であっても良い。また、マスク９０を上述のようなボール充填装置にセットする場合、ボール充填装置が備えるボールディスペンサのタイプは、上記の回転型に限定されるものではなく、マスク９０の複数の孔９２にボールＢを充填できるものであれば良い。例えば、マスク９０の上面９０ａを往復動したり、振動しながら、ボールＢを移動させて振り込むタイプのディスペンサ（スキージ）であっても良い。

ところで、プリント配線板１１０は、多数枚取りの基板を断裁して形成することがあり、このような場合には、プリント配線板１１０の縁１１３に、断裁時に生じるバリが残っていることがある。また、プリント配線板１１０は、その表面にめっき処理を施していることがあり、このような場合には、プリント配線板１１０の縁１１３に、めっきが異常析出していることがある。このため、本例のマスク９０は、導電性ボールＢが移動できるように上面９０ａは平坦な面であるが、下面（裏面）９０ｂが加工されて厚みが変化しており、プリント配線板１１０の縁１１３にバリやめっきの異常析出物などによる突起物が存在していたとしても、この突起物がマスク９０の下面９０ｂに干渉し難いようになっている。

詳しくは、このマスク９０は、マトリックス状あるいはアレイ状に配置された複数の孔９２をそれぞれ含む複数のマスクパターン９１と、複数のマスクパターン９１をそれぞれ囲う、第１の厚みｄ１（図９参照）の第１の領域１０１と、第１の領域１０１を囲い、マスク９０の裏面９０ｂが凹むことにより第１の領域１０１よりも薄くなった、第２の厚みｄ２（図９参照）の第２の領域１０２とを備えている。また、このマスク９０は、複数の孔９２がマトリックス状あるいはアレイ状に配置された領域（１つのマスクパターン９１を含む領域、以下、パターン領域という）１０４を複数含んでいる。第２の領域１０２は、複数のパターン領域１０４を包括するように、それらパターン領域１０４の外周を形成する第１の領域１０１のさらに外側を囲っている。マスク９０は、さらに、第２の領域１０２の外周を囲い、マスク９０の裏面が突き出ることにより第２の領域１０２よりも厚くなった、第３の厚みｄ３（図９参照）の第３の領域１０３を備えている。

本例のマスク９０の複数のパターン領域１０４は、それぞれ、マスク９０の裏面９０ｂが凹むことにより第１の領域１０１よりも薄くなった、第４の厚みｄ４の領域である。したがって、マスク９０の裏面９０ｂは、第１の領域１０１が、複数のパターン領域１０４をそれぞれ囲っているため、格子状に突き出ており、その外側が第２の領域１０２となって凹んでいる。さらに、第２の領域１０２の外側の第３の領域１０３が突き出ているので、マスク９０の裏面９０ｂのうちの第２の領域１０２に対応する領域は、第１の領域１０１の外周を囲うような平面矩形状の溝部となっている。

本例のマスク９０では、第１の領域１０１の厚みｄ１は、第３の領域１０３の厚みｄ３と等しい。複数のパターン領域１０４の厚みｄ４はそれぞれ等しく、さらに、第２の領域１０２の厚みｄ２と等しい。したがって、本例のマスク９０は、厚みｄ１（すなわち厚みｄ３）の板に、厚みｄ２（すなわち厚みｄ４）のパターン領域１０４および第２の領域１０２が形成されており、これらの領域１０２および１０４は、板を同じ条件でエッチングすることにより、比較的簡単に形成することができる。逆に、このマスク９０は、厚みｄ２（すなわち厚みｄ４）の板にアディティブ加工にて、同じ条件で金属を析出させるなどすることにより、厚みｄ１（すなわち厚みｄ３）の第１の領域１０１と第３の領域１０３を比較的簡単に形成することができる。このマスク９０は、機械加工などの他の方法により製造することも可能である。本例のマスク９０は、ベースとなる金属板に、ニッケルまたはニッケル合金を、電鋳（electroforming）または無電解メッキすることにより形成されている。

このマスク９０では、マスク９０のマスクパターン９１とプリント配線板１１０の電極パターン１１１とが対応するように、マスク９０とプリント配線板１１０とを重ねたとき（位置合わせしたとき）に、マスク９０の第１の領域１０１の裏面がプリント配線板１１０の上面１１０ａの電極１１２が形成されていない領域と接触するようになっている。したがって、第１の領域１０１の厚みｄ１を利用して、パターン領域１０４の裏面と電極１１２との間のギャップを所定の値に維持できる。このため、プリント配線板１１０とマスク９０との間に導電性ボールＢが入り込んで迷いボールＢとなるおそれを低減できる。また、第１の領域１０１は、マスク９０の裏面９０ｂからリブのように突き出ているので、マスク９０の強度を良好に保つことができる。

一方、マスク９０とプリント配線板１１０とを重ねたときに、マスク９０の第１の領域１０１の裏面がプリント配線板１１０に接しないようにすることも有効である。すなわち、マスク９０の裏面９０ｂとプリント配線板１１０との間に、所定の隙間が設けられるようにしても良い。プリント配線板１１０の表面に形成された配線とマスク９０の裏面９０ｂとを接触させずに導電性ボールＢを搭載できる。

図７は、支持テーブル３の一例であって、上側から見た図にて示している。図８は、支持テーブル３に支持されたプリント配線板１１０にマスク９０をセットした状態の一例を示している。図９は、マスク９０の第１の領域１０１と第２の領域１０２の境界Ｅ１の近傍を拡大して示している。

支持テーブル３は、プリント配線板１１０の裏面１１０ｂを吸着支持するための支持面２１ａを有する支持台２１と、支持面２１ａを囲み、支持面２１ａに対し突き出し、プリント配線板１１０を囲むように配置された枠状（フレーム状）のガイド部材（プリント配線板１１０をガイドする部材、基板ガイド部材）２２と、基板ガイド部材２２の上面（上端面）２２ａを囲み、突没可能に設けられた枠状（フレーム状）のマスク支持部材２３とを備えている。マスク支持部材２３の上面（上端面）２３ａは、外形がほぼ正方形であって、マスク９０の第３の領域１０３の一部と接して、プリント配線板１１０の外側（基板ガイド部材２２の外側）でマスク９０を支持する。

支持テーブル３は、さらに、支持台２１を上下に移動できるように支持台２１の縁部に沿って略等間隔に設けられた複数の第１のアクチュエータ（図８では２つのみ図示）２４と、マスク支持部材２３を上下に移動できるようにマスク支持部材２３の四隅に配置された４つの第２のアクチュエータ（図８では２つのみ図示）２５とを備えている。これらのアクチュエータ２４および２５は、それぞれが１つまたは複数のモータにより駆動されるようになっており、連動して、あるいは独立に動かすことができる。したがって、この支持テーブル３は、第１のアクチュエータ２４および／または第２のアクチュエータ２５により、マスク支持部材２３の上面２３ａを、支持台２１の支持面２１ａに対して、相対的に上下に移動させ、マスク９０とプリント配線板１１０の表面１１０ａとの間隔を相対的に調整できる。

基板ガイド部材２２は、その上面（上端面）２２ａが支持面２１ａに対し上方へ突き出るように、支持台２１の側壁にねじ止めされている。支持台２１と基板ガイド部材２２とにより、プリント配線板１１０を搭載する空間が形成されるため、支持テーブル３にプリント配線板１１０を搭載する際に、プリント配線板１１０をある程度決まった位置に配置（搭載、ガイド）することができる。

支持台２１の支持面２１ａは、基板ガイド部材２２に囲まれ、プリント配線板１１０とほぼ同じ大きさまたは若干これよりも大きく形成されている。支持面２１ａは、減圧吸引によりプリント配線板１１０の反りを矯正した状態で、このプリント配線板１１０の裏面１１０ｂを、その上面（支持面）２１ａの上に吸着支持できるようになっている。このため、支持台２１には、支持面２１ａに露出するように、プリント配線板１１０を吸着によって支持するための複数の吸着孔２６が設けられている。支持台２１は、プリント配線板１１０を吸引支持しながら、第１のアクチュエータ２４により、マスク支持部材２３の内側（枠内）において、上下に移動する。支持テーブル３は、さらに、プリント配線板１１０を支持面２１ａに対して着脱するために、支持面２１ａに対して突没する４つのピン（図８では２つのみ図示）２７を備えている。図７に示されている、支持面２１ａに設けられた４つの孔２８は、これらのピン２７を支持面２１ａから突出させるための孔である。

基板ガイド部材２２は、支持台２１の側壁にねじ止めされており、基板ガイド部材２２の上面２２ａと支持台２１の支持面２１ａとの間の段差（高さ）Ｈが調整できるようになっている。段差Ｈは、プリント配線板１１０の厚さｄを考慮して決定される。本例では、段差Ｈが、プリント配線板１１０の厚さｄよりも若干小さくなるように調整されている。したがって、プリント配線板１１０が支持台２１に設置されると、プリント配線板１１０の表面１１０ａは基板ガイド部材２２の上面２２ａよりも若干突き出た状態になる。段差Ｈは、ボールＢの搭載対象となるプリント配線板１１０が変わり、プリント配線板１１０の厚さｄが変化したときに、厚さｄにあわせて変更できる。

充填装置９においては、プリント配線板１１０が支持台２１に支持された状態で、マスク９０のマスクパターン９１とプリント配線板１１０の電極パターン１１１とが対応するように、マスク９０をプリント配線板１１０に重ねることができる。このとき、マスク９０の第１の領域１０１と第２の領域１０２との境界Ｅ１がプリント配線板１１０の縁１１３よりも内側に位置し、第２の領域１０２がプリント配線板１１０の縁１１３よりも外側に広がるようにマスク９０の第２の領域１０２は形成されている。したがって、マスク９０とプリント配線板１１０とを位置合わせすると、第２の領域１０２は、プリント配線板１１０の縁１１３およびその近傍を覆う。

したがって、本例のマスク９０は、プリント配線板１１０の縁１１３にバリやめっきの異常析出などの突起物があったとしても、この突起物は第２の領域１０２を薄くすることにより第２の領域１０２の裏側（下側）に形成された空間（マスク９０の第２の領域１０２の裏面とプリント配線板１１０の上面１１０ａとの間）Ｇ２に入り、逃がすことができる。このため、プリント配線板１１０の縁１１３のバリやめっきの異常析出物などの突起物がマスク９０の下面９０ｂと接触し、干渉することがなく、プリント配線板１１０とマスク９０との間の隙間の制御に影響を与えることを防止できる。

すなわち、プリント配線板１１０に設けられた電極パターン１１１に含まれる複数の電極１１２のそれぞれに導電性ボールＢを搭載する際に、このマスク９０を用いると、プリント配線板１１０の縁１１３に存在するバリやめっきの異常析出物などの突起物に起因し、プリント配線板１１０とマスク９０との間の隙間（パターン領域１０４の隙間、マスク９０のパターン領域１０４の裏面とプリント配線板１１０の上面１１０ａとの間）Ｇ４が大きくなりすぎてプリント配線板１１０とマスク９０との間に導電性ボールＢが入り込んで迷いボールＢとなるような不具合を未然に防止できる。したがって、プリント配線板１１０のエッジ１１３の部分の影響を抑制でき、プリント配線板１１０に設けられた電極パターン１１１に含まれる複数の電極１１２のそれぞれに導電性ボールＢを良好に搭載することができる。

また、マスク９０をプリント配線板１１０と重ねたときに、マスクパターン９１が設けられている領域（パターン領域１０４）は、電極パターン１１１が設けられている領域（半導体チップとなる領域）と対応する。このため、マスク９０の裏面９０ｂのうちのパターン領域１０４と対応する領域（パターン領域１０４の裏面）がプリント配線板１１０に接触すると、電極１１２に塗布されているフラックスが付着するおそれがある。したがって、このマスク９０では、パターン領域１０４にフラックスが付着し難いように、パターン領域１０４の裏面が第１の領域１０１の裏面よりも凹んでいる。マスク９０の裏面９０ｂのうちのパターン領域１０４に対応する領域は、平面矩形状の半導体チップとなる部分（領域）と対応する大きさの平面矩形状の凹部となっているため、マスク９０をプリント配線板１１０と重ねたときに、パターン領域１０４の下側に形成された空間（マスク９０のパターン領域１０４の裏面とプリント配線板１１０の上面１１０ａとの間）Ｇ４にフラックスを逃がすことができる。

本例のマスク９０は、マスク９０の表面９０ａは、ボールＢが移動しやすいように平面となり、裏面９０ｂは出入り（上下、凹凸、ランドおよびグルーブ）があり、マスク９０によりボールを搭載する対象物であるプリント配線板１１０の外形（外周）形状が、第２の領域１０２に関連して反映されているものである。なお、第１の領域１０１の厚みｄ１と第３の領域１０３の厚みｄ３は、必ずしも等しくなくても良い。また、パターン領域１０４の厚みｄ４と第２の領域１０２の厚みｄ２は、必ずしも等しくなくても良い。パターン領域１０４の厚みｄ４は、マスク９０をプリント配線板１１０と重ねたときに、パターン領域１０４の裏面とプリント配線板１１０の表面との間にプリント配線板１１０の電極１１２に塗布されたフラックスが付着しない程度の隙間Ｇ４ができ、さらに、その隙間Ｇ４とプリント配線板１１０との間にボールＢが流通しないものであることが必要である。第２の領域１０２を設けることにより、そのような要求に合致する隙間を精度良く設けることができる。

例えば、第２の領域１０２の厚みｄ２をパターン領域１０４の厚みｄ４よりも厚くした場合、マスク９０の強度をより高めることができる点で好ましい。第２の領域１０２の厚みｄ２をパターン領域１０４の厚みｄ４よりも薄くした場合、第２の領域１０２をやわらかく、フレキシビリティが高い状態とすることができる点で好ましい。第３の領域１０３を設けることにより、マスク９０の強度をより高めることができるが、第３の領域１０３は無くても良い。

上記の例では、基板ガイド部材２２の上面２２ａが、プリント配線板１１０の表面より下になるように基板ガイド部材２２が支持台２１にセットされている。さらに、図９に示すように、マスク９０の第１の領域１０１がプリント配線板１１０の上面１１０ａと接するように、マスク９０をプリント配線板１１０に重ねると、第２の領域１０２と第３の領域１０３との境界Ｅ２が基板ガイド部材２２の上面２２ａの上方に位置する。したがって、マスク９０の第３の領域１０３の裏面と基板ガイド部材２２の上面２２ａとの間には、隙間（ギャップ）Ｇ３が設けられる。マスク９０の第３の領域１０３の裏面と基板ガイド部材２２の上面２２ａとの隙間Ｇ３は、例えば、１０〜５０μｍ程度とすることができる。この例では、マスク９０の裏側が基板ガイド部材２２と接しないようにすることにより、基板ガイド部材２２の高さがパターン領域１０４のギャップＧ４に影響を与えないようにしている。マスク９０の裏面が基板ガイド部材２２の上面２２ａと接しないようにするためには、マスクの裏側が凹んだ第２の領域１０２を基板ガイド部材２２の外側まで延設しても良い。この例では、第３の領域１０３を基板ガイド部材２２の上に延ばして、マスクの強度が低下し易い第２の領域１０２をできるだけ狭めるようにしている。

図１０に、上述した、プリント配線板１１０の製造方法の一例をフローチャートにより示している。

ステップ２０１において、プリント配線板１１０の裏面１１０ｂを支持テーブル３により吸着支持する。ステップ２０２において、マスク９０とプリント配線板１１０とを位置合わせする。位置合わせの方法の１つは、マスクパターン９１の開口９２と電極パターン１１１の電極１１２とを用いて直接的に位置合わせすることである。詳しくは、アライナ５によって、プリント配線板１１０と支持テーブル３との粗位置合わせ（プリアライメント）を行い、カメラ８ａおよび８ｂによって、プリント配線板１１０のアライメントマークを検出することにより、支持テーブル３に対するプリント配線板１１０の位置決めを行う。そして、充填装置９のカメラ１５によって、所定の開口９２を介して、これに対応する所定の電極１１２を検出することにより、マスク９０とプリント配線板１１０との位置合わせを行う。

ステップ２０２において、マスク９０のマスクパターン９１とプリント配線板１１０の電極パターン１１１とが対応するように位置合わせを行うと、プリント配線板１１０のエッジ（縁）がマスク９０の第２の領域１０２の下になり、エッジの部分のバリなどは第２の領域１０２の下のギャップＧ２に入る。このため、プリント配線板１１０のエッジにバリなどの突起があっても、パターン領域１０４の下側のギャップＧ４は予め設定した状態に維持できる。

また、このとき、マスク９０の第３の領域１０３の裏面と基板ガイド部材２２の上面２２ａとの間には、隙間Ｇ３が設けられる。このため、マスク９０が基板ガイド部材２２に接することがなく、この点でも、パターン領域１０４の下側のギャップＧ４は予め設定した状態に維持できる。

ステップ２０３において、マスク９０の表面９０ａに複数の導電性ボールＢを供給し、マスクパターン９１に含まれる複数の孔９２に導電性ボールＢを充填する。マスク９０の上面は平らなので導電性ボールＢはディスペンサにしたがってマスク９０の上を移動して、マスク９０の孔に充填される。パターン領域１０４の下側のギャップＧ４は規定の状態に維持されるので、迷いボールの発生は未然に防止でき、図１１に示すように、マスク９０を介して、プリント配線板１１０の複数の電極１１２のそれぞれに導電性ボールＢが搭載される。

図１２に、上記の例と異なり、マスク９０の裏面が基板ガイド部材２２の上面２２ａに接するように充填装置９がセットされた状態を示している。この例では、基板ガイド部材２２の上面２２ａと支持台２１の支持面２１ａとの間の段差Ｈが、プリント配線板１１０の厚さｄと等しくなるように、基板ガイド部材２２が支持台２１にセットされている。したがって、上記のステップ２０２において、プリント配線板１１０を支持テーブル３に吸着支持させると、基板ガイド部材２２の上面２２ａはプリント配線板１１０の上面１１０ａと高さが一致する。マスク９０をプリント配線板１１０に重ねると、第２の領域１０２と第３の領域１０３との境界Ｅ２が基板ガイド部材２２の上面２２ａに位置し、マスク９０の第３の領域１０３の裏面が基板ガイド部材２２の上面２２ａと接する。第３の領域１０３の裏面の高さを、基板ガイド部材２２の上面２２ａにより制御し、マスク９０の支持および／または高さ調整を行い、基板ガイド部材２２によりパターン領域１０４のギャップＧ４を積極的に制御できる。

さらに、基板ガイド部材２２の上面２２ａと支持台２１の支持面２１ａとの間の段差Ｈを、プリント配線板１１０の厚さｄよりも大きくしても良い。この場合、上記のステップ２０２においては、プリント配線板１１０を支持テーブル３に吸着支持させると、基板ガイド部材２２の上面２２ａは、プリント配線板１１０の上面１１０ａより突き出た状態となる。この状態で基板ガイド部材２２の上面２２ａによりマスク９０を支持し、マスク９０の裏面９０ｂが、第１の領域１０１の裏面も含めてプリント配線板１１０の上面１１０ａに接しないようにしても良い。

以上のように、本例のマスク９０によれば、マスク９０のマスクパターン９１とプリント配線板１１０の電極パターン１１１とを対応させたときに、第１の領域１０１よりも薄くなった第２の領域１０２の裏面が、少なくともプリント配線板１１０の縁１１３に対峙する。このため、プリント配線板１１０の縁１１３にバリやめっきの異常析出物などの突起物が存在していたとしても、この突起物は、薄くなっている第２の領域１０２の下側に逃げるため、マスク９０の下面９０ｂと接触（干渉）し難い。

したがって、このマスク９０を用いてプリント配線板１１０に導電性ボールＢを搭載する際に、プリント配線板１１０の縁１１３に存在するバリやめっきの異常析出物などの突起物が、プリント配線板１１０とマスク９０との間の隙間の制御に影響を与え難い。このため、プリント配線板１１０とマスク９０との間に導電性ボールＢが入り込んで迷いボールＢとなることが無いあるいは少なく、プリント配線板１１０に設けられた電極パターン１１１に含まれる複数の電極１１２のそれぞれに導電性ボールＢを良好に搭載することができる。

上記第１の実施形態のマスク９０は、上述のように、例えば、直径９０μｍの導電性ボールＢを搭載する際に好適に用いられるものであり、この場合、第１の領域１０１の厚みｄ１の一例は、１００μｍである。

ところで、マスクの剛性に最も寄与するのは、全体に対して大きな面積割合を有する、第１の領域（マスクパターン９１を囲む領域、パターン領域１０４を囲む領域）１０１である。第１の領域１０１の厚みｄ１は、一般に、搭載する導電性ボールＢの直径が小さくなればなるほど薄くなるため、搭載する導電性ボールＢの直径が小さくなればなるほどマスクの強度（マスクの剛性）は低下する。

本願発明者らの実験では、マスクの厚さ（第１の領域１０１の厚さｄ１）が１００μｍ程度の場合（第１の実施形態の場合）には、比較的良好な剛性を得ることができるが、マスクの厚さ（第１の領域１０１の厚さｄ１）が９０μｍ以下となると、マスクの剛性が急激に低下することがわかった。例えば、第１の領域１０１の厚さｄ１が８０μｍのマスクの剛性は、第１の領域１０１の厚さｄ１が１００μｍのマスクの剛性の大略半分となる。マスクの剛性が小さくなると、マスクが波打つようになり、マスクの平坦度が低下する。また、マスクの厚さ（第１の領域１０１の厚さｄ１）が薄くなると、マスクに均一な張力を持たせてマスク枠９９に固定することが難しくなる。マスクの平坦度が低下したり、マスクをマスク枠に良好に取り付けられない（マスクに歪みが生じた状態でマスク枠に取り付けられる）と、迷いボール発生の原因となり、導電性ボールＢを基板１１０に良好に搭載することが難しくなる。

本願発明者らは、第３の領域１０３の厚さｄ３を厚くし、剛性の比較的小さい領域の面積を小さくすることにより、マスク全体としての剛性を高めることができることを見出した。すなわち、上記第１の実施形態のようなマスク９０は、第３の領域１０３の厚さｄ３が、第１の領域１０１の厚さｄ１と同じであるため、搭載する導電性ボールＢの直径が小さくなると、第１の領域１０１だけでなく、第３の領域１０３の剛性も小さくなる。つまり、剛性の比較的小さい領域の面積が大きくなり、場合によってはマスク全体の剛性が低下する。第１の領域１０１の厚さｄ１は、基本的には、導電性ボールＢの直径によって決まってしまうため、導電性ボールＢの直径には依存しない第３の領域１０３の厚さｄ３を厚くすることにより、剛性の比較的小さい領域の面積が小さくなる。このため、マスク全体としての剛性を高めることができる。

図１３に、第１ないし第４の領域の厚み、対応する導電性ボールの直径、およびマスク枠に取り付ける際にマスクに発生する歪みについての評価結果を纏めて示している。評価（特性評価）は、マスクをマスク枠に取り付けた後に行った。図１３中の評価の基準は、以下の通りである。
Ａ 歪みは発生しない
Ｂ 歪みは殆ど発生しない
Ｃ 取り付け方により歪みが発生
Ｄ 歪みが発生
Ｅ 大きな歪みが発生

第１の領域１０１の厚さｄ１が１００μｍのときは、第１の領域１０１の厚さｄ１と第３の領域１０３の厚さｄ３とが等しくても、マスクをマスク枠に取り付けるときに、マスクに歪みが殆ど生じなかった（試料番号１の結果を参照、評価Ｂ）。

しかしながら、第１の領域１０１の厚さｄ１が９０μｍになると、第１の領域１０１の厚さｄ１と第３の領域１０３の厚さｄ３とが等しい場合、取り付け方によっては、歪みが発生するようになることがわかった（試料番号２の結果を参照、評価Ｃ）。さらに、第１の領域１０１の厚さｄ１が９０μｍ以下になると、第１の領域１０１の厚さｄ１と第３の領域１０３の厚さｄ３とが等しい場合に、歪みが発生することがわかった（試料番号５、９、１１、１３および１５の結果を参照、評価Ｄ〜Ｅ）

これに対し、第１の領域１０１の厚さｄ１が９０μｍ以下であっても、第３の領域１０３の厚さｄ３を第１の領域１０１の厚さｄ１よりも厚くすることにより、歪みの発生を抑制できることがわかった（試料番号６〜８、１０、１２、１４，１６の結果を参照、評価をＡ〜Ｂ）。また、第１の領域１０１の厚さｄ１が９０μｍの場合も、第３の領域１０３の厚さｄ３を第１の領域１０１の厚さｄ１よりも厚くすることにより、歪みの発生をさらに抑制できることがわかった(試料番号３および４の結果を参照、評価Ａ〜Ｂ)

上記評価結果からもわかるように、第３の領域１０３の厚さｄ３が１００μｍ以上であれば、マスクが波打つようなことがなく（へなへなするようなことがなく）、取り付け時に発生する歪みは、殆ど問題にはならない。反対に、第１の領域１０１の厚さｄ１および第３の領域１０３の厚さｄ３がともに８０μｍ以下となると、マスクが波打つようになり（へなへなするようになり）、取り付け時に比較的大きな歪みが発生し易くなる。特に、第１の領域１０１の厚さｄ１および第３の領域１０３の厚さｄ３がともに７０μｍ以下となると、これらの度合はさらに大きくなる。

したがって、マスクの強度の点から、第１の領域１０１の厚さｄ１および第３の領域１０３の厚さｄ３は、１００μｍ以上であることが好ましい。また、第１の領域１０１の厚さｄ１が、１００μｍ未満であっても、第３の領域１０３の厚さｄ３を、厚さｄ１よりも厚くすることにより、歪みの発生をある程度回避できる。すなわち、第３の領域１０３の厚さｄ３は、少なくとも第１の領域１０１の厚さｄ１であることが好ましい。特に、第１の領域１０１の厚さｄ１が９０μｍ以下の場合は、厚さｄ３は、厚さｄ１よりも少なくとも１０μｍは厚いことがさらに好ましい。さらに好ましくは、第３の領域１０３の厚さｄ３は１００μｍ以上である。第３の領域１０３において厚さｄ３の部分（領域）は、第２の領域１０２の外側のマスクすべてをカバーしなくても良い。たとえば、第３の領域１０３に、リブ、桟あるいは梁を構成するように厚い部分を設けても良く、段階的に厚い部分を設けても良い。

第３の領域１０３の厚さｄ３を厚くすることによりマスク全体の歪みの発生を抑制できる理由としては、第３の領域１０３（マスクの外周部（外延部））の剛性を高めることにより、第１の領域１０１（マスクの中心部（中央部））も波打ち難くなるといったことが考えられる。反対に、第３の領域１０３（マスクの外周部（外延部））の剛性が低いと、第１の領域１０１（マスクの中心部（中央部））まで歪が発生し易くなると考えられる。

なお、第２の領域１０２の裏面の溝は、基板の縁のバリを逃がすことを目的としたものであり、パターン領域１０４の裏面の凹みは、フラックスを逃がすことを目的としたものである。したがって、上記の評価においては、試料として、第２の領域の厚さｄ２とパターン領域１０４の厚さｄ４とが等しいマスクを用いたが、必ずしも、第２の領域の厚さｄ２とパターン領域１０４の厚さｄ４とは等しくなくてもよい。

また、このようなマスク（試料として用いたようなマスク）は、典型的には、上述のように、ニッケルまたはニッケル合金の電鋳や無電解メッキなどにより形成することができる。組成や電鋳条件（メッキ条件）などにより、形成されるマスクの強度は多少異なるが、メンテナンスなどにおいてマスクをハンドリングするときにマスクが外力により容易に破損されないことを考慮すると、マスクの厚さ（第１の領域１０１の厚さｄ１）は２０μｍ程度（対応する導電性ボールＢの直径は１５μｍ程度）以上であることが好ましく、厚さｄ１は、概ね３０μｍ以上であることがさらに好ましい。厚みがそれ以下であると、現状では、大変に慎重なハンドリングが要求される。一方、厚さ（第１の領域１０１の厚さｄ１も含め）が１ｍｍ程度あるいはそれ以上のマスクであっても、適当な製造方法により製造できる。半導体実装技術において、ボール径が５００μｍ前後以上ものは、他の技術においてカバーされうる。したがって、上記のようなマスクを用いたボール振込方法は、ボール径が５００μｍ前後以下において特に有用である。

図１４は、本発明の第２の実施形態にかかるマスクを、支持テーブルに支持されたプリント配線板にセットした状態の一例において、第１の領域と第２の領域の境界の近傍を拡大して示している。

このマスク１９０では、第３の領域１０３の厚さｄ３を第１の領域１０１の厚さｄ１よりも厚くしている。また、このマスク１９０では、第２の領域１０２の幅を、第１の実施形態のマスク９０よりも大きくしている。より具体的には、第１の実施形態では、第２の領域１０２と第３の領域１０３との境界Ｅ２が基板ガイド部材２２の上面２２ａの上または上方に位置するように（第２の領域１０２と第３の領域１０３との境界Ｅ２が基板ガイド部材２２の上面２２ａと対応するように）しているが、本実施形態では、第２の領域１０２と第３の領域１０３との境界Ｅ２が基板ガイド部材２２を越えた位置となるように（第２の領域１０２と第３の領域１０３との境界Ｅ２が基板ガイド部材２２よりも外側と対応するように）、第２の領域１０２の幅を広くしている。

本例のマスク１９０によれば、第３の領域１０３の厚さｄ３を第１の領域１０１の厚さｄ１よりも厚くしているため、マスクの歪みを抑制できる。また、プリント配線板のような基板１１０は、誤差が大きく、１辺の長さが数ｍｍ程度変動することがある。本例のマスク１９０は、第２の領域１０２の幅が広いため、個々の基板１１０の間で１辺の長さに数ｍｍ程度の相違があっても、基板１１０の縁１１３を第２の領域１０２と対向させ、バリやめっきの異常析出物などの突起物を、第２の領域１０２の裏側（下側）に形成された空間（マスク９０の第２の領域１０２の裏面とプリント配線板１１０の上面１１０ａとの間）Ｇ２に逃がすことができる。

本例のマスク１９０を用いる場合、図１４に示すように、第２の領域１０２の裏面と基板ガイド部材２２の上面２２ａとが接する状態で、基板１１０とマスク１９０とを位置合わせするとよい。比較的剛性の小さい第２の領域１０２を基板ガイド部材２２で支持することができるため、第２の領域１０２が曲がって、マスク１９０が撓むとったことを抑制できる。あるいは、第２の領域１０２の裏面と基板ガイド部材２２の上面２２ａとの間に隙間が設けられるように、基板１１０とマスク１９０とを位置合わせしてもよい。

図１５は、本発明の第３の実施形態にかかるマスクを、支持テーブルに支持されたプリント配線板にセットした状態の一例において、第１の領域と第２の領域の境界の近傍を拡大して示している。

このマスク２９０では、第３の領域１０３の一部を、第１の領域１０１の厚さｄ１よりも厚くしている。具体的には、第３の領域１０３は、第２の領域１０２の外側であって、厚さｄ３ａが第１の領域１０１の厚さｄ１と等しい内側領域１０３ａと、この内側領域１０３ａの外側であって、厚さｄ３ｂが第１の領域１０１の厚さｄ１よりも厚い外側領域１０３ｂとを有している。

また、本実施形態では、第２の領域１０２と第３の領域１０３の内側領域１０３ａとの境界Ｅ２ａが基板ガイド部材２２の上面２２ａの上または上方に位置するように（第２の領域１０２と第３の領域１０３の内側領域１０３ａとの境界Ｅ２ａが基板ガイド部材２２の上面２２ａと対応するように）、内側領域１０３ａを形成している。さらに、本実施形態では、第３の領域１０３の内側領域１０３ａと外側領域１０３ｂとの境界Ｅ２ｂが基板ガイド部材２２を越えた位置となるように（第３の領域１０３の内側領域１０３ａと外側領域１０３ｂとの境界Ｅ２ｂが基板ガイド部材２２よりも外側と対応するように）、内側領域１０３ａと外側領域１０３ｂとを形成している。

上述のように、マスクの外周部（外延部）の剛性を高めることにより、マスクの中心部（中央部）の歪みを抑制できる。第３の領域１０３全域の厚さを厚くしてもよいが、第３の領域１０３の外側領域１０３ｂの厚さｄ３ｂを第１の領域１０１の厚さｄ１よりも厚くすることによっても、マスクの歪みを抑制できる。

本例のマスク２９０を用いる場合、図１５に示すように、第３の領域１０３の内側領域１０３ａの裏面と基板ガイド部材２２の上面２２ａとが接する状態で、基板１１０とマスク２９０とを位置合わせするとよい。第３の領域１０３の内側領域１０３ａの裏面の高さを、基板ガイド部材２２の上面２２ａにより制御し、マスク２９０の支持および／または高さ調整を行うことができる。あるいは、第３の領域１０３の内側領域１０３ａの裏面と基板ガイド部材２２の上面２２ａとの間に隙間が設けられるように、基板１１０とマスク２９０とを位置合わせしてもよい。マスク２９０（第３の領域１０３の内側領域１０３ａ）と基板ガイド部材２２との干渉を防止でき、基板ガイド部材２２がマスク２９０の高さ調整の障害となることを防止できる。

なお、マスクは、パターン領域１０４を囲う第１の領域１０１の外側全体が第２の領域１０２であっても良い。第２の領域１０２を囲い、このマスク９０の裏面９０ｂが突き出ることにより第２の領域１０２よりも厚くなった第３の領域１０３を設けることにより、マスク９０の強度をより高めることができる。さらに、第２の領域１０２の裏面の形状は、上記の例のように階段状に凹んでいるものに限られない。第２の領域１０２と第１の領域１０１および第３の領域１０３との境界部分は、斜面でも良くあるいは湾曲した面であっても良く、あるいは斜面、曲面、垂直な面などの複数の形状の面が組み合わされていても良い。

また、上記の例に示した、プリント配線板の形状、電極パターン、マスクに設けられたマスクパターンは例示であり、これらに限定されるものではない。プリント配線板は、外周形状が長方形に限らず正方形または円形であっても良く、さらに、他の多角形であっても良い。また、プリント配線板に設けられた電極パターンは、マトリックス状に繰り返されるものである必要はない。さらに、マスクに導電性ボールを充填する方法は、回転型のディスペンサに限られないことは、上述したとおりである。本発明のマスクがセットされる装置は、上述のボール搭載装置あるいはボール充填装置に限定されるものではなく、他の構成のボール搭載装置あるいはボール充填装置であっても良い。本発明のプリント配線板の製造方法は、上述のボール搭載装置あるいはボール充填装置に限らず、他の構成のボール搭載装置あるいはボール充填装置を用いて行っても良い。

ボール搭載装置の一例の概略構成を示す平面図。 プリント配線板の一例を示す平面図。 図２中の円IIIで囲まれた領域を拡大して示す図。 図１のボール搭載装置が備えるボール充填装置の概略構成を拡大して示す図。 本発明の第１の実施形態にかかるマスクを下側から見た図。 図５中の円VIで囲まれた領域を拡大して示す図。 支持テーブルの一例を上側から見た図。 支持テーブルに支持されたプリント配線板にマスクをセットした状態の一例を示す図。 図８において、マスクの第１の領域と第２の領域の境界の近傍を拡大して示す図。 プリント配線板の製造方法の一例を説明するためのフローチャート。 図９において、マスクの孔に導電性ボールを充填した状態を示す図。 支持テーブルに支持されたプリント配線板にマスクをセットした状態の他の例であって、マスクの第１の領域と第２の領域の境界の近傍を拡大して示す図。 第１ないし第４の領域の厚み、対応する導電性ボールの直径、およびマスクに発生する歪みに関する評価結果を纏めて示す図。 本発明の第２の実施形態にかかるマスクを、支持テーブルに支持されたプリント配線板にセットした状態の一例において、第１の領域と第２の領域の境界の近傍を拡大して示す図。 本発明の第３の実施形態にかかるマスクを、支持テーブルに支持されたプリント配線板にセットした状態の一例において、第１の領域と第２の領域の境界の近傍を拡大して示す図。

符号の説明

１ ボール搭載装置、 ３ 支持テーブル
２１ａ 支持面、 ２２ ガイド部材
２２ａ ガイド部材の上面、 ９０、１９０、２９０ マスク
９１ マスクパターン、 ９２ マスクの孔
９０ａ マスクの上面（表面）、 ９０ｂ マスクの下面（裏面）
１０１ 第１の領域、 １０２ 第２の領域
１０３ 第３の領域、 １１０ プリント配線板
１１０ｂ プリント配線板の下面（裏面）
１１１ 電極パターン、 １１２ 電極
１１３ プリント配線板の縁
Ｂ 導電性ボール、 Ｅ１ 第１の領域と第２の領域との境界
ｄ１ 第１の領域の厚み、 ｄ２ 第２の領域の厚み
ｄ３ 第３の領域の厚み
Ｇ３ 第３の領域の裏面とガイド部材の上面との間の隙間

Claims (7)

1. プリント配線板に設けられた電極パターンに含まれる複数の電極のそれぞれにボール径が１０〜５００μｍの微小な導電性ボールを搭載するためのマスクであって、
   前記複数の電極と対応するように設けられた複数の孔を含むマスクパターンと、
   前記マスクパターンを囲い、第１の厚みを備えた第１の領域と、
   前記第１の領域を囲い、当該マスクの裏面が凹むことにより前記第１の領域よりも薄くなった第２の領域と、
   前記第２の領域を囲い、当該マスクの裏面が突き出ることにより前記第２の領域よりも厚くなった第３の領域とを有し、
   当該マスクのマスクパターンと前記プリント配線板の電極パターンとを対応させたときに、前記第１の領域と前記第２の領域との境界が前記プリント配線板の縁よりも内側に位置し、前記第２の領域が前記プリント配線板の縁よりも外側に広がり、前記第１の領域、前記第２の領域および前記第３の領域により前記プリント配線板の縁に沿って、前記マスクパターンに対し前記第１の領域により分離され、前記マスクパターンを有しない溝部が形成されている、マスク。
2. 請求項１において、前記第３の領域の裏面の少なくとも一部は、前記プリント配線板の裏面を吸着支持するための支持テーブルの支持面を囲み、前記支持面に対し突出し、前記プリント配線板を囲むように配置されたガイド部材の上面と接する、マスク。
3. 請求項１または２において、前記第３の領域の厚みと、前記第１の領域の厚みは等しい、マスク。
4. 請求項１または２において、前記第３の領域の少なくとも一部は、前記第１の領域よりも厚い、マスク。
5. プリント配線板の製造方法であって、
   前記プリント配線板の裏面を支持テーブルにより吸着支持することと、
   前記プリント配線板に設けられた電極パターンに含まれる複数の電極のそれぞれにボール径が１０〜５００μｍの微小な導電性ボールを搭載するためのマスクと前記プリント配線板とを直接的または間接的に位置合わせすることとを有し、
   前記マスクは、前記複数の電極と対応するように設けられた複数の孔を含むマスクパターンと、前記マスクパターンを囲い、第１の厚みを備えた第１の領域と、前記第１の領域を囲い、当該マスクの裏面が凹むことにより前記第１の領域よりも薄くなった第２の領域と、前記第２の領域を囲い、当該マスクの裏面が突き出ることにより前記第２の領域よりも厚くなった第３の領域とを備えており、前記位置合わせすることにより、前記マスクのマスクパターンと前記プリント配線板の電極パターンとが対応するとともに、前記第１の領域と前記第２の領域との境界が前記プリント配線板の縁よりも内側に位置し、前記第２の領域が前記プリント配線板の縁よりも外側に広がり、前記第１の領域、前記第２の領域および前記第３の領域により前記プリント配線板の縁に沿って、前記マスクパターンに対し前記第１の領域により分離され、前記マスクパターンを有しない溝部が形成され、さらに、
   前記マスクの表面に複数の導電性ボールを供給し、前記マスクパターンに含まれる複数の孔に導電性ボールを充填することを有する、製造方法。
6. 請求項５において、
   前記支持テーブルは、前記プリント配線板の裏面を吸着支持するための支持面と、前記支持面を囲み、前記支持面に対し突出し、前記プリント配線板を囲むように配置されたガイド部材とを備えており、
   前記位置合わせすることは、前記第３の領域の裏面の少なくとも一部と前記ガイド部材の上面との間に隙間を設けることを含む、製造方法。
7. 請求項５において、
   前記支持テーブルは、前記プリント配線板の裏面を吸着支持するための支持面と、前記支持面を囲み、前記支持面に対し突出し、前記プリント配線板を囲むように配置されたガイド部材とを備えており、
   前記位置合わせすることは、前記第３の領域の裏面の少なくとも一部が前記ガイド部材の上面と接することを含む、製造方法。

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