JPH08300613A - 半田ボール印刷装置及び半田ボール印刷方法 - Google Patents

半田ボール印刷装置及び半田ボール印刷方法

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JPH08300613A
JPH08300613A JP13877195A JP13877195A JPH08300613A JP H08300613 A JPH08300613 A JP H08300613A JP 13877195 A JP13877195 A JP 13877195A JP 13877195 A JP13877195 A JP 13877195A JP H08300613 A JPH08300613 A JP H08300613A
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JP
Japan
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solder ball
solder
metal mask
squeegee
ball printing
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JP13877195A
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English (en)
Inventor
Mitsumasa Magariya
光正 曲谷
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3478Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns

Landscapes

  • Screen Printers (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 プリント基板上に半田ボール40を印刷し、
ボールグリッドアレイ端子を形成する印刷装置であっ
て、半田ボールより大きい径の複数の貫通孔12、これ
ら貫通孔を凸条11で包囲し供給された半田ボールを収
容する半田ボール印刷部11a、及び、この半田ボール
印刷部の両側に凸条11によって形成された半田ボール
貯蔵部11b,11cを有するメタルマスク10と、こ
のメタルマスク上を一側から摺動する第一スキージ20
と、メタルマスク上を他側から摺動する第二スキージ3
0とを備えた構成としてある。 【効果】 簡単な構成によって、プリント基板上の任意
の位置に容易に半田ボールを供給することができ、ボー
ルグリッドアレイ端子の形成作業の自動化を図ることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板上に半田
ボールを供給し、ボールグリッドアレイ端子を形成する
半田ボール印刷装置及び半田ボール印刷方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のボールグリッドアレイ端子の形成
方法には、半田印刷法,半田ボール供給法等があり、こ
れらのうち半田ボール供給法は、プリント基板の所定位
置にクリーム半田を印刷して複数のBGA(ボールグリ
ッドアレイ)パッドを形成し、次いで、これらBGAパ
ッド上に、共晶半田又は高温半田によって形成される半
田ボールを載置し、その後、リフロー工法により半田バ
ンプを形成するという工程からなっていた。
【0003】このような、従来の半田ボール供給法の一
例を、図4(a),(b),(c)を参照しつつ説明す
る。図4(a)〜(c)は従来の半田ボール供給法の各
工程を示す説明図である。
【0004】これら図面において、110はプリント基
板であり、ランド上にクリーム半田を印刷した複数のB
GAパッド111が形成してある。また、120は金属
板であり、各BGAパッド111に対応する複数の孔1
21が形成してある。
【0005】これら部材を用いた従来の半田ボール供給
法は、まず、図4(a)に示すように、人手によって、
金属板120の各孔121に半田ボール130を載置
し、次いで、図4(b)に示すように、プリント基板1
10を反転させてBGAパッド111を下向きにし、金
属板120上方に位置決めしていた。その後、プリント
基板110を下降させて金属板120に押し付け、前記
クリーム半田の粘着力により、半田ボール130をBG
Aパッド111に仮固定させていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の半田ボール供給法では、金属板120の各孔121
上に半田ボール130を載置する工程、及び、プリント
基板110を反転させて位置決めする工程を、人手によ
って行なわなければならず、多大な手間と時間を要する
という問題があった。また、これら工程を自動化するこ
とは困難であり、仮に自動化した場合、新たな専用装置
を必要とするという問題もあった。
【0007】なお、実公昭58−43244号では、半
田ボールを位置決めする複数の貫通孔を備えたメタルマ
スクを、グリーンシート上に真空吸着させることによ
り、前記半田ボールを前記グリーンシートに精度良く充
填することができる半田ボールの充填装置が提案されて
いた。
【0008】また、特公昭59−22391号では、 位置決めピンを有する位置決め治具に、半田ボールを
充填すべき生シートをセットし、 この生シート上に、前記半田ボールの径より小さい径
の貫通孔を有する塗布用メタルマスクをセットし、 この塗布用メタルマスクの貫通孔を介して、前記生シ
ート上に接着剤を塗布し、 前記塗布用メタルマスクを前記生シート上から除去
し、 前記生シート上に、前記半田ボールの径より大きい径
の貫通孔を有する配列用メタルマスクをセットし、 この配列用メタルマスクの各貫通孔に前記半田ボール
を装填し、前記生シート上の接着剤に前記半田ボールを
接着させる半田ボールの配列方法が提案されていた。
【0009】しかし、これら公報の半田ボールの充填装
置及び配列方法では、前記メタルマスク又は前記配列用
メタルマスクの各貫通孔に前記半田ボールを供給する具
体的手段については何ら言及されていない。
【0010】本発明は、上記問題点にかんがみてなされ
たものであり、簡単な構成によって、プリント基板上の
任意の位置に容易に半田ボールを供給することができ、
ボールグリッドアレイ端子の形成作業の自動化を図るこ
とができる半田ボール印刷装置及び半田ボール印刷方法
の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の半田ボール印刷装置は、プリント基板上
に半田ボールを印刷し、ボールグリッドアレイ端子を形
成する印刷装置であって、前記半田ボールより大きい径
の複数の貫通孔、及び、これら貫通孔を凸条で包囲し供
給された前記半田ボールを収容する半田ボール印刷部を
有するメタルマスクと、このメタルマスク上を摺動する
スキージとを備えた構成としてある。
【0012】請求項2記載の半田ボール印刷装置は、前
記半田ボール印刷部の少なくとも一側に、凸条によって
仕切られた半田ボール貯蔵部を形成した構成としてあ
る。
【0013】請求項3記載の半田ボール印刷装置は、前
記スキージが、前記メタルマスクの一側から摺動する第
一スキージと、前記メタルマスクの他側から摺動する第
二スキージとからなる構成としてある。
【0014】請求項4記載の半田ボール印刷方法は、請
求項1又は2記載の半田ボール印刷装置を用いた半田ボ
ールの印刷方法であって、前記メタルマスクの半田ボー
ル印刷部又は半田ボール貯蔵部に前記半田ボールを供給
した後、前記スキージを前記メタルマスク上で摺動さ
せ、前記半田ボールを前記貫通孔から前記プリント基板
上に落下させる方法としてある。
【0015】請求項5記載の半田ボール供給方法は、請
求項3記載の半田ボール印刷装置を用いた半田ボールの
印刷方法であって、 前記メタルマスクの半田ボール印刷部又は半田ボール
貯蔵部に前記半田ボールを供給し、 次いで、前記第一スキージを前記メタルマスク上で一
側に向かって摺動させることにより、前記半田ボールを
前記貫通孔から前記プリント基板上に落下させ、 その後、前記第二スキージを前記メタルマスク上で他
側に向かって摺動させることにより、未だ前記半田ボー
ルが供給されていない前記貫通孔から前記半田ボールを
前記プリント基板上に落下させる方法としてある。
【0016】
【作用】上記構成からなる本発明の半田ボール印刷装置
及び半田ボール印刷方法によれば、メタルマスク及びス
キージを用いた印刷法によって、プリント基板上の任意
の位置に容易に半田ボールを供給することができるの
で、これらメタルマスク及びスキージを備えた既存の印
刷装置を応用して、ボールグリッドアレイ端子の形成作
業を自動化することができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の半田ボール印刷装置及び半田
ボール印刷方法の一実施例について、図面を参照しつつ
説明する。まず、半田ボール印刷装置の実施例について
説明する。図1は本発明の一実施例に係る半田ボール印
刷装置を示す斜視図である。
【0018】同図において、本実施例の半田ボール印刷
装置1は、主に、メタルマスク10、第一及び第二スキ
ージ20,30、基台60(図2(a)参照)、及び、
これら第一及び第二スキージ20,30を駆動させる図
示しない駆動手段によって構成してある。
【0019】メタルマスク10の中央には、凸状の凸条
11によって半田ボール印刷部11aが形成してあり、
また、この半田ボール印刷部11aの両側には、同じく
凸条11によって第一及び第二半田ボール貯蔵部11
b,11cが形成してある。また、これらを形成する凸
条11の高さは、第一及び第二スキージ20,30が容
易に乗り越えられる高さとし、かつ、その壁面を曲面と
してある。
【0020】ここで、図2(a)に示すように、プリン
ト基板50には、クリーム半田によって複数のBGAパ
ッド51が形成してあり、半田ボール印刷部11aのこ
れらBGAパッド51と対応する位置には、複数の貫通
孔12が穿設してある。これら貫通孔12の径は、半田
ボール40の径より多少大きくしてある。
【0021】また、図2(a)に示すように、半田ボー
ル印刷部11aの裏面には、半田ボール40の直径以下
の高さのスぺーサ13が取り付けてある。
【0022】第一及び第二スキージ20,30は、可撓
性を有する矩形のへら状となっている。第一スキージ2
0は、メタルマスク10上の第一半田ボール貯蔵部11
b側に配置してあり、また、第二スキージ30は、第二
半田ボール貯蔵部11c側に配置してある。
【0023】さらに、これら第一及び第二スキージ2
0,30は、図示しない駆動手段に接続してあり、第一
スキージ20は、第一半田ボール貯蔵部11b側から第
二半田ボール貯蔵部11c側(図2(a)の矢印A方
向)へ、また、第二スキージ30は、第二半田ボール貯
蔵部11c側から第一半田ボール貯蔵部11b側(図3
(a)の矢印B方向)へ摺動する構成としてある。
【0024】次に、上記構成からなる半田ボール印刷装
置1を用いた半田ボール印刷方法の実施例について説明
する。図2(a),(b)及び図3(a),(b)は、
本実施例に係る半田ボール印刷方法を示す説明図であ
る。
【0025】図2(a)に示すように、基台60にプリ
ント基板50を載置し、メタルマスク10を位置決めし
た後、第一半田ボール貯蔵部11bに必要な量の半田ボ
ール40を貯蔵する。そして、第一スキージ20を矢印
A方向に摺動させる。
【0026】すると、図2(b)に示すように、第一半
田ボール貯蔵部11bに貯蔵されていた半田ボール40
が、第一スキージ20によってかき出され、半田ボール
印刷部11aに搬送される。半田ボール印刷部11aに
搬送された半田ボール40は、摺動する第一スキージ3
0によって各貫通孔12からプリント基板50に落下さ
せられ、各BGAパッド51上に供給(印刷)される。
【0027】ここで、スぺーサ13の高さを、半田ボー
ル40の直径以下としてあるので、既に半田ボール40
が落下している貫通孔12に他の半田ボール40が入る
ことはない。
【0028】そして、図3(a)に示すように、第一ス
キージ20を半田ボール印刷部11aの終端で停止させ
る。これによって、残留した半田ボール40が第二半田
ボール貯蔵部11cに貯蔵される。次いで、第一スキー
ジ20を、前記駆動手段によって矢印a方向に上昇さ
せ、メタルマスク10上から退避させる。
【0029】ここで、第一スキージ20の摺動によっ
て、ほとんどのBGAパッド51上に半田ボール40が
供給されるが、図3(a)に示すように、いくつかのB
GAパッド51に半田ボール40が供給されない場合が
ある。このようなBGAパッド51に半田ボール40を
印刷すべく、第二スキージ30を矢印B方向に摺動させ
る。
【0030】すると、図3(a)に示すように、第二ス
キージ30によって、第二半田ボール貯蔵部11cに貯
蔵された半田ボール40がかき出され、半田ボール印刷
部11aに再び搬送される。これによって、全てのBG
Aパッド51に半田ボール40が供給される。
【0031】このような本実施例の半田ボール印刷装置
及び半田ボール印刷方法によれば、メタルマスク10と
第一及び第二スキージ20,30を用いた印刷法によっ
て、プリント基板50上の各BGAパッド51に容易に
半田ボール40を供給(印刷)することができるので、
これらメタルマスク10と第一及び第二スキージ20,
30を備えた既存の印刷装置を応用して、ボールグリッ
ドアレイ端子の形成作業を自動化を図ることができる。
【0032】したがって、ボールグリッドアレイ端子を
有する電子機器の生産効率を大幅に向上させることがで
き、また、既存の印刷装置を応用できるので安価に自動
化を図ることができる。
【0033】なお、本発明の半田ボール印刷装置及び半
田ボール印刷方法は、上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば、上述した半田ボール印刷装置の実施例で
は、半田ボール印刷部11aの両側に、第一及び第二半
田ボール貯蔵部11b,11cを形成する構成とした
が、これら第一及び第二半田ボール貯蔵部11b,11
cを形成せず、半田ボール印刷部11aに直接半田ボー
ル40を供給し、半田ボール40の印刷を行なう構成と
しても良い。
【0034】また、上述した半田ボール印刷方法の実施
例では、第一及び第二スキージ20,30を交互に摺動
させて半田ボール40の印刷を行なう方法としたが、第
二スキージ30を構成から省略し、第一スキージ20を
往復摺動させる構成としても良い。すなわち、 第一スキージ20を第一半田ボール貯蔵部11bの外
側から第二半田ボール貯蔵部11cの手前まで摺動させ
て、一回目の半田ボール40の供給を行ない、 次いで、前記駆動手段により、第一スキージ20を第
二半田ボール貯蔵部11cを越えて外側まで移動させ、 その後、第一スキージ20を第二半田ボール貯蔵部1
1cの外側から第一半田ボール貯蔵部11bの手前まで
摺動させて、二回目の半田ボール40の供給を行なう方
法としても良い。
【0035】
【発明の効果】以上のように、本発明の半田ボール印刷
装置及び半田ボール印刷方法によれば、簡単な構成によ
って、プリント基板上の任意の位置に容易に半田ボール
を供給することができ、ボールグリッドアレイ端子の形
成作業の自動化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る半田ボール印刷装置を
示す斜視図である。
【図2】同図(a),(b)は、本発明の半田ボール印
刷方法の実施例を示す説明図である。
【図3】同図(a),(b)は、本発明の半田ボール印
刷方法の実施例を示す説明図である。
【図4】同図(a),(b),(c)は、従来の半田ボ
ール供給法を示す説明図である。
【符号の説明】
1:半田ボール印刷装置 10:メタルマスク 11:凸条 11a:半田ボール印刷部 11b:第一半田ボール貯蔵部 11c:第二半田ボール貯蔵部 12:貫通孔 13:スぺーサ 20:第一スキージ 30:第二スキージ 40:半田ボール 50:プリント基板 51:BGAパッド 60:基台

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント基板上に半田ボールを印刷し、
    ボールグリッドアレイ端子を形成する印刷装置であっ
    て、 前記半田ボールより大きい径の複数の貫通孔、及び、こ
    れら貫通孔を凸条で包囲し供給された前記半田ボールを
    収容する半田ボール印刷部を有するメタルマスクと、 このメタルマスク上を摺動するスキージとを備えたこと
    を特徴とする半田ボール印刷装置。
  2. 【請求項2】 前記半田ボール印刷部の少なくとも一側
    に、凸条によって仕切られた半田ボール貯蔵部を形成し
    た請求項1記載の半田ボール印刷装置。
  3. 【請求項3】 前記スキージが、前記メタルマスクの一
    側から摺動する第一スキージと、前記メタルマスクの他
    側から摺動する第二スキージとからなる請求項1又は2
    記載の半田ボール印刷装置。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2記載の半田ボール印刷装
    置を用いた半田ボールの印刷方法であって、 前記メタルマスクの半田ボール印刷部又は半田ボール貯
    蔵部に前記半田ボールを供給した後、前記スキージを前
    記メタルマスク上で摺動させ、前記半田ボールを前記貫
    通孔から前記プリント基板上に落下させることを特徴と
    する半田ボール印刷方法。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の半田ボール印刷装置を用
    いた半田ボールの印刷方法であって、 前記メタルマスクの半田ボール印刷部又は半田ボール
    貯蔵部に前記半田ボールを供給し、 次いで、前記第一スキージを前記メタルマスク上で一
    側に向かって摺動させることにより、前記半田ボールを
    前記貫通孔から前記プリント基板上に落下させ、 その後、前記第二スキージを前記メタルマスク上で他
    側に向かって摺動させることにより、未だ前記半田ボー
    ルが供給されていない前記貫通孔から前記半田ボールを
    前記プリント基板上に落下させることを特徴とする半田
    ボール印刷方法。
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