JP5240776B2 - Ball feeder - Google Patents
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本発明は、例えば半導体ウエハ、回路装置或いは配線基板等における端子となる電極部にはんだバンプを形成する際に、電極部にはんだボールを供給して載せるための装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for supplying and placing solder balls on electrode portions when forming solder bumps on the electrode portions serving as terminals in, for example, a semiconductor wafer, a circuit device, or a wiring board.
例えば、半導体ウエハ、回路装置或いは配線基板等における端子となる電極部にはんだバンプを形成する際に、電極部にはんだボールを供給して載せるための方法として、予め電極部に印刷によりフラックスやクリームはんだを塗布しておき、ホッパからマスク上にはんだボールを落として載せ、このはんだボールを刷毛で撫でながらマスクの貫通孔内に落下させる方法が用いられている。 For example, when a solder bump is formed on an electrode portion serving as a terminal in a semiconductor wafer, a circuit device, a wiring board, or the like, as a method for supplying and placing a solder ball on the electrode portion, a flux or cream is previously printed on the electrode portion. A method is used in which solder is applied, a solder ball is dropped on a mask from a hopper, and the solder ball is dropped into a through hole of the mask while being stroked with a brush.
しかし、斯かる従来方法によると、はんだボールがなかなかマスクの貫通孔に入らず、また、マスク上の不要な箇所にまで拡散し、能率が悪かった。また、刷毛で撫でると静電気が発生し、マスクの貫通孔の縁に付着して落下しないものもあった。 However, according to such a conventional method, the solder ball does not easily enter the through hole of the mask and diffuses to an unnecessary portion on the mask, which is inefficient. In addition, when boiled with a brush, static electricity is generated, and some of them adhere to the edge of the through hole of the mask and do not fall.
斯かる点に鑑み、本発明者は、先に、はんだボールのマスクの貫通孔への落とし込みを能率良く行うことができると共に不要箇所への拡散を防止し、また静電気の発生を従来の刷毛で行う場合に比して極力少なくした状態においてはんだボールのマスク上での移動を可能とし、加えてはんだボールがマスクの貫通孔を通過する際に、マスクの上面側からの気圧の上昇による加圧によって、確実にはんだボールがマスクの貫通孔内に落下するようになしたボール供給装置を案出した(特許文献1)。 In view of such a point, the present inventor can efficiently drop the solder ball into the through-hole of the mask first, prevent diffusion to unnecessary portions, and generate static electricity with a conventional brush. The solder ball can be moved on the mask in a state reduced as much as compared to the case where it is performed. In addition, when the solder ball passes through the through hole of the mask, pressurization is performed by increasing the pressure from the upper surface side of the mask. Has devised a ball supply device that ensures that the solder balls fall into the through holes of the mask (Patent Document 1).
特許文献1に示された本発明者が先に案出したボール供給装置は、図5乃至図7に示す通りである。 The ball supply apparatus previously invented by the present inventor disclosed in Patent Document 1 is as shown in FIGS.
該図5乃至図7において、1は後記マスク支持枠を境として該マスク支持枠の上部側に形成し、その内部の気圧を適宜の気圧の昇降手段を用いて所要のタイミングで上昇及び下降させるようになした密閉可能な室である。また、該気圧の昇降手段として、図示した例ではエアバッグ2、3を用いている。尚、該エアバッグは1個のみでもよい。そして、該エアバッグ2、3は空の状態から空気を注入することによって室1内の気圧を上昇させるものである。尚、空気の注入はポンプ等の公知の適宜の手段で行う。また、室1の内部の気圧の昇降手段として、図示した例ではエアバッグを用いたが、この他の手段も採用可能であり、例えば室1の適宜の部分に孔をあけ、空気を直接室1内に吹き込んで気圧を高めたり、或いは空気を抜いて下げたりしてもよいものである。 5 to 7, reference numeral 1 is formed on the upper side of the mask support frame with a mask support frame described later as a boundary, and the atmospheric pressure inside the mask support frame is raised and lowered at a required timing by using an appropriate air pressure raising / lowering means. This is a sealable chamber. In the illustrated example, airbags 2 and 3 are used as means for raising and lowering the atmospheric pressure. Note that only one airbag may be used. The airbags 2 and 3 raise the atmospheric pressure in the chamber 1 by injecting air from an empty state. The air is injected by a known appropriate means such as a pump. Further, as the air pressure raising / lowering means inside the chamber 1, an airbag is used in the illustrated example. However, other means can also be adopted. 1 may be blown into 1 to increase the atmospheric pressure, or air may be extracted and lowered.
4は図示しない公知の適宜の駆動手段をもって後記マスク上を水平に移動する支持架台である。5は前記支持架台4に取着され、底部にはんだボールの直径に合わせて開口面積を調節可能とした供給口6を設けた樋状のホッパである。該樋状のホッパ5によってマスク上にはんだボールを供給するものである。尚、該樋状のホッパ5は内部を仕切板5a、5a、5a・・・をもって複数に仕切っている。また、7は該樋状のホッパ5の開口面積を調節する絞り板であり、可逆転モータ8の駆動力を伝達される回転軸9をもって上下方向に回動せしめられる作動杆7aの先端に固着されている。
Reference numeral 4 denotes a support frame that moves horizontally on a mask, which will be described later, by a known appropriate driving means (not shown).
10は前記樋状のホッパ5の直上に配設され、該樋状のホッパ5にはんだボールを落下供給するボール供給手段である。また、該ボール供給手段10として、図示した例では、前記樋状のホッパ5に沿って移動する、所要箇所に充填口11aを設けた口部が窄まるガラス瓶形の透明ガラス製ボール供給カートリッジ11を用いている。また前記充填口11aはボールの充填後、適宜の手段により密閉する。
また、該ボール供給カートリッジ11は、図示した例では、前記支持架台4上に立設されたガイドフレーム12に、水平方向に往復移動すると共に垂直方向にも回動するよう取り付けられたホルダー13のホルダー本体に抱持された状態でセットされている。これにより該ボール供給カートリッジ11は、ホルダー本体によって横に倒した状態において樋状のホッパ5の一端側に運ばれ、端部に到達すると口を下にして倒立状態となり、内部に充填されたはんだボールを樋状のホッパ5に落下供給する。そしてこの状態において元の方向に戻り、樋状のホッパ5の長さ方向の全体或いは所要範囲まではんだボールを供給するものである。
In the illustrated example, the
また、該ホルダー13は、図示した例では、ガイドフレーム12にその長さ方向に沿って設けた長孔に取り付けられ、該長孔に沿って水平に移動する移動支持板と、該移動支持板に、回転軸が前部側に突出するように固着された、後記ホルダー本体を垂直方向に回動させるモータと、該モータの回転軸の先端に固着され、平板にU字形のバンドを取り付けてなるホルダー本体と、前記移動支持板を移動させるためのモータ、該モータの回転軸に固着された駆動プーリ、ガイドフレーム12の該駆動プーリと反対側に取り付けられた従動プーリ、並びに前記駆動プーリと従動プーリとの間に掛け回され、前記移動支持板に一部を接続した無端ベルトとをもって構成されている。
Further, in the illustrated example, the
14、14、14、14は前記樋状のホッパの周囲に設けた、マスク上のはんだボールの不要箇所への拡散を防止すると共に風圧によってはんだボールを転動させる手段である。また該はんだボールの拡散防止及び転動手段14、14、14、14として、図示した例では前記樋状のホッパ5の移動方向の前後及び左右側部に配設され、所要のタイミングで上方からマスクに向けてエアを噴出してエアカーテンを形成するエア噴出装置を用いている。尚、該エア噴出装置14、14、14、14は、エアコンプレッサ(図示せず。)に接続されて給気され、ノズル14aからやや内向きにエアを噴出するようになされている。
15は前記樋状のホッパ5から落下して転動するはんだボールをその貫通孔の途中迄受け入れて一時的に通過を遮断することができるようになしたマスクである。また、該マスク15は、二枚一組のマスクであり、相対位置を水平方向にずらすことにより夫々の貫通孔の位置を一致或いは不一致とするようになしたものである。また、16、17はこれらマスクのマスク支持枠である。
また、その他18は冶具(図示せず。)をもって固定したはんだボールの被供給体である半導体ウエハ、21ははんだバンプ形成用のはんだボール、22ははんだボールの被供給体の支持テーブルである。
上記本発明者が先に案出したボール供給装置(以下、「先行技術」と称す。)は、所期の効果を奏するものではあるが、実際の使用において能率の面とコストの面から更に改善すべき点が判明した。 The above-described ball supply device (hereinafter referred to as “prior art”) previously devised by the present inventor has the desired effect, but further in terms of efficiency and cost in actual use. The point that should be improved was found.
それは、先行技術において、エア噴出装置の風圧によるボールの転動が不充分であることに起因するものである。即ち、先行技術において、エア噴出装置14、14、14・・・は、ホッパ5の周囲を取り囲むように設けているが、平面視において方形をなしている。そしてまた、ノズル14aからのエアの噴出は、マスク15に向けてやや内向きに噴出するものの、いずれも真っ直ぐ内向きであり、ホッパ5側に向けて前後左右から単に風を吹きつけているだけである。このため、ボールはホッパ5から落下した地点に集中し、マスク15上において全てのボールを充分に転動させることができなかった。したがって、マスク15に設けた貫通孔の全てにボールを入れるまでに相当な時間がかかり、能率が悪かった。
This is because in the prior art, the rolling of the ball due to the wind pressure of the air ejection device is insufficient. That is, in the prior art, the
そしてまた、上記の如くボールの転動が悪いことから、マスク15に設けた貫通孔の全てに短時間でボールを入れようとすると、マスク15の貫通孔の数に比してはるかに多くの数のボールをマスク上に載せなければならない。そして、この場合には、マスクの貫通孔内に入らずにマスク上に残った多数のボールは、いずれも転動時の相互の衝突によって変形して殆どが不良品となってしまい、その分無駄なコストがかかることになる。
In addition, since the rolling of the ball is poor as described above, when the ball is put into all the through holes provided in the
本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、エア噴出装置から噴出するエアの流れが渦巻き状になるようにして、マスク上に載せた多数のボールの全てを強力な風圧によって大きく且つ速く転動せしめ、もって上記の問題点を悉く解消することができるようになしたボール供給装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and the flow of air ejected from the air ejection device is swirled so that all of a large number of balls placed on the mask are enlarged by a powerful wind pressure. An object of the present invention is to provide a ball supply device that can be quickly rolled to solve the above-mentioned problems.
而して、本発明の要旨とするところは、マスク支持枠を境として該マスク支持枠の上部側に形成し、その内部の気圧を適宜の気圧の昇降手段を用いて所要のタイミングで上昇及び下降させるようになした密閉可能な室と、前記室内に配設し、適宜の駆動手段をもってマスク上を水平に移動する支持架台と、前記支持架台に取着され、底部にボールの供給口を設けたホッパと、前記ホッパの直上に配設され、該ホッパにボールを落下供給するボール供給手段と、前記ホッパの周囲を取り囲むように設け、所要のタイミングで上方からマスクに向けてエアを噴出してエアカーテンを形成し、マスク上のボールの不要箇所への拡散を防止すると共に風圧によってボールを転動させるエア噴出装置と、所定の位置にボールの貫通孔を設けたマスクとからなり、更に前記エア噴出装置を、前記ホッパの周囲を円形に取り囲むようになすと共にエアの噴出方向を、やや内向きで且つ円周方向斜め下向きになし、エアの流れが渦巻き状になるようになしたボール供給装置において、前記エア噴出装置を、下部がテーパー形状の内筒と外筒とからなり、これら内筒と外筒との間に給気路を設けると共に、該給気路に連通する、やや内向きのエア噴出口内に、内筒と外筒の円周方向に沿って所定角度に傾斜するフィンを多数櫛歯状に設けた風向規制板を取り付けてなるエア噴出装置となしたことを特徴とするボール供給装置にある。 Thus, the gist of the present invention is that the mask support frame is formed on the upper side of the mask support frame, and the internal air pressure is raised and raised at a required timing using an appropriate air pressure raising / lowering means. A sealable chamber adapted to be lowered, a support frame disposed in the chamber and moving horizontally on a mask with appropriate driving means, and a ball supply port at the bottom, which is attached to the support frame. A hopper provided, a ball supply means disposed immediately above the hopper, for dropping the ball to the hopper, and provided so as to surround the periphery of the hopper, and air is jetted from above toward the mask at a required timing. To form an air curtain to prevent the ball on the mask from diffusing to unnecessary portions and roll the ball by wind pressure, and a mask having a ball through hole at a predetermined position. Do Ri, further the air jet device, the jetting direction of air together to such so as to surround the periphery of the hopper to a circle, without and in the circumferential direction obliquely downwardly inwardly slightly, air flow is spirally Oite the ball Lumpur supply apparatus without such, the air jet device, the lower is the inner tube and the outer tube tapered, provided with a supply passageway between these inner cylinder and the outer cylinder, A wind direction regulating plate provided with a plurality of fins inclined in a predetermined angle along the circumferential direction of the inner cylinder and the outer cylinder in a slightly inward air outlet that communicates with the air supply path. The ball supply device is characterized by being an air ejection device.
本発明は上記の如き構成であり、エア噴出装置から噴出するエアの流れが渦巻き状になるようにして、マスク上に乗った多数のボールの全てを強力な風圧によって大きく且つ速く転動せしめるものであるから、マスクの貫通孔の全てへのボールの入りが先行技術に比してはるかに早くなる。したがって、作業能率が大幅に向上する。また、マスク上に載せるボールは先行技術における場合に比してはるかに少ない数のボールで足りるから、変形して使いものにならなくなるボールの数が大幅に減少し、その分コストを下げることができる。 The present invention is configured as described above, and makes the flow of air ejected from the air ejection device spiral, so that all of a large number of balls riding on the mask are rolled large and fast by powerful wind pressure. Therefore, the ball enters all the through holes of the mask much faster than the prior art. Therefore, work efficiency is greatly improved. In addition, since the number of balls placed on the mask is much smaller than in the prior art, the number of balls that become deformed and unusable is greatly reduced, and the cost can be reduced accordingly. .
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
本発明は、前記先行技術の改良に係るものであり、前記先行技術とエア噴出装置の点を除いて基本的な構成は同一であるから、その基本的な構成についての説明は省略するが、概略は次の通りである。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
The present invention relates to the improvement of the prior art, and the basic configuration is the same except for the point of the prior art and the air ejection device, so the description of the basic configuration is omitted. The outline is as follows.
即ち、本発明に係るボール供給装置は、マスク支持枠を境として該マスク支持枠の上部側に形成し、その内部の気圧を適宜の気圧の昇降手段を用いて所要のタイミングで上昇及び下降させるようになした密閉可能な室と、前記室内に配設し、適宜の駆動手段をもってマスク上を水平に移動する支持架台と、前記支持架台に取着され、底部にボールの供給口を設けたホッパと、前記ホッパの直上に配設され、該ホッパにボールを落下供給するボール供給手段と、前記ホッパの周囲を取り囲むように設け、所要のタイミングで上方からマスクに向けてエアを噴出してエアカーテンを形成し、マスク上のボールの不要箇所への拡散を防止すると共に風圧によってボールを転動させるエア噴出装置と、所定の位置にボールの貫通孔を設けたマスクとからなるものである。 That is, the ball supply device according to the present invention is formed on the upper side of the mask support frame with the mask support frame as a boundary, and the internal pressure is raised and lowered at a required timing using an appropriate air pressure raising / lowering means. A sealable chamber configured as described above, a support frame that is disposed in the chamber and moves horizontally on the mask with appropriate driving means, and is attached to the support frame and has a ball supply port at the bottom. A hopper, a ball supply means that is disposed directly above the hopper and that drops the ball to the hopper, and is provided so as to surround the periphery of the hopper, and air is blown toward the mask from above at a required timing. An air ejection device that forms an air curtain to prevent the ball from diffusing to unnecessary portions on the mask and rolls the ball by wind pressure, and a mask having a ball through hole at a predetermined position. It become one.
そして、本発明は、上記の構成を基本的な構成とするものであって、そのエア噴出装置を上記と異なるものとした点に差異を有するものである。 The present invention has been made to the basic structure of the configuration described above, the air ejection apparatus and has a difference in that a different from the above.
即ち、本発明に係るボール供給装置においては、エア噴出装置23を、ホッパ5の周囲を円形に取り囲むようになし、更にエアの噴出方向を、やや内向きで且つ円周方向斜め下向きになし、エアの流れが渦巻き状になるようになしたエア噴出装置となしている。
するものである。
That is, in the ball supply device according to the present invention, the
To do.
そしてまた、上記エア噴出装置23は、下部がテーパー形状の内筒24と外筒25とからなり、これら内筒24と外筒25との間に給気路26を設けると共に、該給気路26に連通するやや内向きのエア噴出口27内に、内筒24と外筒25の円周方向に沿って所定角度に傾斜するフィン28a、28a、28a・・・を多数櫛歯状に設けた風向規制板28を取り付けてなるものである。また、29は前記エア噴出装置23の上部開口を覆う部材であり、30はボールの飛び出し防止用メッシュである。ホッパ5にボールを供給するときには、前記エア噴出装置23の上部開口を覆う部材29を外すか、或いはボールの飛び出し防止用メッシュ30を開閉式にして、該ボールの飛び出し防止用メッシュ30を一部ずらして開口することにより行うものである。
The
而して、上記実施形態において、上記エア噴出装置23における給気路26にエアコンプレッサ(図示せず。)によって給気すると、エア噴出口27から噴出するエアの流れは、図3に示す如く渦巻き状になり、マスク15上に乗った多数のボールの全てを強力な風圧によって大きく且つ速く転動せしめるものである。もってマスクの貫通孔の全てへのボールの入りが先行技術に比してはるかに早くなり、作業能率を大幅に向上させることができるものである。また、マスク15上に載せるボールは先行技術における場合に比してはるかに少ない数のボールで足りるから、変形して使いものにならなくなるボールの数が大幅に減少し、その分コストを下げることができるものである。
Thus, in the above embodiment, when air is supplied to the
1 室
4 支持架台
5 ホッパ
6 供給口
10 ボール供給手段
11 ボール供給カートリッジ
12 ガイドフレーム
14、14、14、・・・ エア噴出装置
15 マスク
16、17 マスク支持枠
23 エア噴出装置
24 内筒
25 外筒
26 給気路
27 エア噴出口
28 風向規制板
28a、28a、28a・・・ フィン
1 chamber 4
Claims (1)
前記エア噴出装置を、下部がテーパー形状の内筒と外筒とからなり、これら内筒と外筒との間に給気路を設けると共に、該給気路に連通する、やや内向きのエア噴出口内に、内筒と外筒の円周方向に沿って所定角度に傾斜するフィンを多数櫛歯状に設けた風向規制板を取り付けてなるエア噴出装置となしたことを特徴とするボール供給装置。
A sealable chamber formed on the upper side of the mask support frame with the mask support frame as a boundary, and the internal pressure of the mask support frame can be raised and lowered at a required timing by using an appropriate air pressure raising and lowering means; A support frame that is disposed in the room and moves horizontally on the mask with appropriate driving means, a hopper that is attached to the support frame and has a ball supply port at the bottom, and is disposed immediately above the hopper. A ball supply means for dropping the ball to the hopper and surrounding the periphery of the hopper, and air is blown toward the mask from above at a required timing to form an air curtain. an air ejection device for rolling the ball by wind pressure is prevented from diffusing into unnecessary portions, Ri Do and a mask having a through hole of the ball in place, further the air jet device, wherein Tsu ejection direction of the air with be such so as to surround the circular path, without the and circumferentially obliquely downwardly inwardly slightly, in ball Lumpur supply apparatus without such air flow is spirally ,
The air jetting device includes an inner cylinder and an outer cylinder having a tapered lower portion, and an air supply path is provided between the inner cylinder and the outer cylinder, and is connected to the air supply path. A ball supply comprising an air jetting device in which a wind direction regulating plate having a plurality of comb-like fins inclined in a predetermined angle along the circumferential direction of the inner cylinder and the outer cylinder is mounted in the jet outlet. apparatus.
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