KR101116937B1 - 땜납 볼 인쇄 장치 및 땜납 볼 인쇄 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 땜납 볼을 마스크면 상에 균일하게 분산시키고, 마스크 개구부에 충전하는 땜납 볼 인쇄 장치 및 땜납 볼 인쇄 방법을 제공하는 것이다.
땜납 볼 흔들어 뽑기부는 땜납 볼 저류부로부터의 땜납 볼을 수취하는 땜납 볼 공급부와, 땜납 볼 공급부의 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구를 둘러싸도록 설치되는 동시에 소정 간격으로 복수의 선재가 배열된 볼록 형상의 선재와, 볼록 형상의 선재의 전후에 배열되어, 땜납 볼을 상기 마스크의 개구부에 충전하기 위한 땜납 볼 충전 부재를 갖는다.

Description

땜납 볼 인쇄 장치 및 땜납 볼 인쇄 방법 {SOLDER BALL PRINTING DEVICE AND SOLDER BALL PRINTING METHOD}
본 발명은 반도체 등의 기판의 전극 상에 땜납을 인쇄법에 의해 형성하기 위한 인쇄 장치에 관한 것으로, 특히 땜납 볼을 사용하여 인쇄하는 땜납 볼 인쇄 장치 및 땜납 볼 인쇄 방법에 관한 것이다.
종래의 땜납 볼 인쇄 장치에 있어서는, 반도체 등의 기판 상에 땜납 볼을 인쇄하는 마스크를 탑재하여, 이 마스크면 상에 땜납 볼을 공급하고, 공급된 땜납 볼을 마스크에 형성한 개구부로부터 반도체 등의 기판면 상으로 압입하기 위한 다양한 구성이 제안되어 있다.
예를 들어, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 마스크면 상에 땜납 볼을 공급하는 땜납 볼 공급부와, 마스크면 상에 공급된 땜납 볼을 마스크에 형성한 개구부로부터 기판면 상으로 압입하기 위해, 흔들어 넣기구(shaking-in tool)에 설치한 복수의 선 형상 부재를 마스크면으로 압박하면서 수평 방향으로 이동시키는 구성의 인쇄 장치가 개시되어 있다.
또한, 이 인쇄 장치에서는, 마스크의 좌측 단부에 땜납 볼 흡인구를 구비하고 있고, 이것으로 마스크 상면에 남은 볼을 흡인 제거하는 것이 기재되어 있다.
또한, 특허 문헌 2에서는, 스퀴지 헤드를 회전시키면서 수평 이동시켜 땜납 볼을 마스크 개구부에 흔들어 넣는 것에 있어서, 스퀴지 헤드 상부에 설치한 계량부로부터 스퀴지 헤드의 회전 샤프트부로 소정량의 땜납 볼을 공급하고, 회전 샤프트로부터 마스크면 상으로 땜납 볼을 공급하는 것이 개시되어 있다.
상기 특허 문헌 1의 구성에서는, 마스크를 테이블 상에 적재할 때에, 마스크의 반입측의 입구에 땜납 볼 공급 장치를 설치해 두고, 공급 장치로부터 마스크면으로 땜납 볼을 공급하면서 테이블 상으로 마스크를 이동시킨다.
이에 의해, 마스크면 상에 균일하게 땜납 볼을 분산 배치한다. 그 후, 흔들어 넣기구를 수평 이동하여 마스크 개구부에 땜납 볼을 공급하는 것이다. 이 방식에서는 마스크 상에 땜납 볼을 분산 배치할 때, 마스크의 이동측의 변동이나 마스크 정지 시의 진동에 의해, 분산 배치한 땜납 볼에 치우침이 발생할 우려가 있다.
또한, 마스크를 인쇄기에 세트하기 전에 땜납 볼을 공급하므로, 1회 인쇄할 때마다 마스크를 이동시킬 필요가 발생하여 택트 타임이 신장된다고 하는 과제가 있다.
또한, 인쇄에 사용되지 않았던 땜납 볼은 땜납 볼 공급 헤드와는 별도로 설치한 흡인구에서 흡인하도록 하고 있지만, 이 경우, 선 형상의 흔들어 넣기구의 선두의 선재가 완전히 유지되지 않는 경우, 후방의 선재에 의해 유지하여 땜납 볼을 흡인구 근방까지 잉여 볼을 반송하는 것으로 하고 있지만, 후방의 선재에 유지된 땜납 볼이 먼저 공급된 땜납 볼에 겹쳐져 마스크 개구부에 공급되는 경우가 발생할 가능성이 있다.
또한, 인용 문헌 2와 같이 회전 샤프트부로부터 땜납 볼을 마스크면으로 공급하는 방식에서는, 스퀴지 헤드의 회전에 수반하여 땜납 볼을 마스크면에 분산 배치하므로, 반드시 땜납 볼이 균일하게 분산 배치되는 것은 아니어서 인쇄 결함이 발생하여, 리페어 공정이 불가결해진다고 하는 과제가 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2005-101502호 공보 [특허 문헌 2] 일본 특허 출원 공개 제2008-142775호 공보
상술한 바와 같이, 마스크 상에 땜납 볼을 분산 배치할 때, 마스크의 이동측의 변동이나 마스크 정지 시의 진동에 의해, 분산 배치한 땜납 볼에 치우침이 발생할 우려 및 스퀴지 헤드의 회전에 수반하여 땜납 볼을 마스크면에 분산 배치하므로, 땜납 볼을 균일하게 분산 배치할 수 없어 구성면 및 인쇄 방법에 과제가 있다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은, 땜납 볼을 균일하고, 고정밀도로 땜납 볼을 인쇄하는 땜납 볼 인쇄 장치 및 땜납 볼 인쇄 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제2 목적은, 땜납 볼 인쇄의 택트 타임을 단축하는 땜납 볼 인쇄 장치 및 땜납 볼 인쇄 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제3 목적은, 간결한 구성으로, 장치가 소형인 땜납 볼 인쇄 장치 및 땜납 볼 인쇄 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제4 목적은, 충전 부재로 마스크 개구부에 충전되지 않았던 땜납 볼을 회수하여, 재이용 가능한 땜납 볼 인쇄 장치 및 땜납 볼 인쇄 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제5 목적은, 땜납 볼을 땜납 볼 저류부로부터 땜납 볼 공급부로 공급할 때에, 땜납 볼의 비산을 방지하여, 확실하게 땜납 볼 공급부에 땜납 볼을 공급하는 땜납 볼 인쇄 장치 및 땜납 볼 인쇄 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제6 목적은, 땜납 볼이 대기에 노출되는 시간을 짧게 하여, 산화를 방지하는 땜납 볼 인쇄 장치 및 땜납 볼 인쇄 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 땜납 볼 인쇄 장치는 기판과, 상기 기판 상의 전극에 마스크를 통해 땜납 볼을 인쇄하는 땜납 볼 인쇄 장치에 있어서, 상기 땜납 볼을 저류하는 땜납 볼 저류부와, 상기 땜납 볼 저류부의 하방에 위치하여, 상기 땜납 볼 저류부로부터 소정량의 땜납 볼을 수취하고, 수취한 상기 땜납 볼을 상기 기판 상에 위치하는 상기 마스크면 상에 공급하는 땜납 볼 흔들어 뽑기부(shaking-out part)와, 상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부를 상기 기판을 따라서 이동시키는 이동 기구부와, 상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부에 소정의 진동을 부여하는 가진 수단을 구비하고, 상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부는, 상기 땜납 볼 저류부로부터의 땜납 볼을 수취하는 땜납 볼 공급부와, 상기 땜납 볼 공급부의 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구를 둘러싸도록 설치되는 동시에 소정 간격으로 복수의 선재가 배열된 볼록 형상의 선재와, 상기 볼록 형상의 선재의 전후에 배열되어, 상기 땜납 볼을 상기 마스크의 개구부에 충전하기 위한 땜납 볼 충전 부재를 갖도록 구성된다.
또한 상기 구성에 있어서, 상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부는 상기 땜납 볼 충전 부재의 전후에 각각 위치하고, 상기 땜납 볼 충전 부재로 충전되지 않고 분산된 땜납 볼을 상기 땜납 볼 충전부 근방에 모으는 땜납 볼 회전 회수 기구를 더 갖도록 구성된다.
또한 상기 구성에 있어서, 상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부는 상기 땜납 볼 공급부, 상기 땜납 볼 충전 부재 및 상기 땜납 볼 회전 회수 기구를 덮도록 헤드 외벽을 설치하고, 상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부가 밀폐형 헤드 구조로 된다.
또한 상기 구성에 있어서, 상기 헤드 외벽의 내측이며, 상기 땜납 볼 회전 회수 기구를 덮도록 스퀴지 커버가 더 설치되어 있도록 구성된다.
또한 상기 구성에 있어서, 상기 이동 기구부는 땜납 볼 흔들어 뽑기부를 상하 이동시키는 상하 구동 기구를 더 구비하고, 상기 상하 구동 기구로 땜납 볼 흔들어 뽑기부에 설치한 상기 볼록 형상의 선재 및 상기 땜납 볼 충전 부재를 상기 마스크면으로 압박하는 압박력을 작용시켜, 상기 볼록 형상의 선재 및 상기 땜납 볼 충전 부재를 땜납 볼 흔들어 뽑기부의 이동 방향에 대해 소정의 압박력으로 접촉시키도록 구성된다.
또한 상기 구성에 있어서, 상기 볼록 형상의 선재 및 땜납 볼 충전부를 구성하는 선재는 소정 간격의 복수의 선재로 구성되고, 상기 선재는 두께 약 0.05 내지 0.1㎜ 정도의 강판이고, 상기 선재의 폭은 0.1㎜, 선재 간격은 0.1㎜ 내지 0.3㎜로 구성되고, 상기 선재는 상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부의 진행 방향에 직각인 방향에 대해 약 5도 내지 35도의 경사로 설치되어 있도록 구성된다.
또한 상기 구성에 있어서, 상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부에 설치한 복수의 상기 땜납 볼 충전 부재의 선재의 경사 방향을 서로 역방향으로 되도록 설치되어 있도록 구성된다.
또한 상기 구성에 있어서, 상기 기판을 고정하는 인쇄 테이블과, 상기 인쇄 테이블을 상기 기판 상의 전극 패턴과 상기 마스크의 전극 패턴을 인식하기 위한 상하 2시야 카메라와, 상기 2시야 카메라로 인식한 결과에 기초하여 상기 인쇄 테이블을 구동하여 위치 결정하기 위한 구동 장치와, 상기 기판이 상기 마스크에 접촉하도록 상기 인쇄 테이블을 상승시키는 구동 기구를 더 구비하고 있도록 구성된다.
땜납 볼 인쇄 방법은 기판과, 상기 기판 상의 전극에 땜납 볼 저류부에 유지되어 있는 땜납 볼을 마스크를 통해 인쇄하는 땜납 볼 인쇄 장치에 있어서, 상기 땜납 볼 저류부로부터 소정량의 땜납 볼을 상기 땜납 볼 저류부에 수취하고, 수취한 상기 땜납 볼을 상기 마스크면에 공급하는 공정과, 상기 땜납 볼 저류부로부터 공급된 땜납 볼을 상기 마스크면의 개구부로 분산하는 땜납 볼 분산 공정과, 상기 땜납 볼 분산 공정에서 분산된 땜납 볼을 상기 마스크면의 개구부에 충전하는 땜납 볼 충전 공정과, 상기 땜납 볼 충전 공정에서 충전되지 않고 분산된 땜납 볼을 회수하는 공정을 갖는다.
본 발명은 마스크 상에 땜납 볼을 균일하게 공급할 수 있고, 또한 땜납 볼의 공급도 땜납 볼 저류부의 땜납 볼의 잔량을 보고 땜납 볼 저류부의 교환 또는 땜납 볼 저류부로의 외부로부터의 공급으로 충분해, 땜납 볼 과부족에 의해 작업을 중단할 필요가 없는 등의 효과가 있다.
또한, 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구에 설치한 반나선 형상의 선재 또는 볼록 형상의 선재로 이루어지는 땜납 볼 충전 부재를 배치하였으므로, 반나선 형상의 선재 또는 볼록 형상의 선재로 형성되는 공간에서 진동에 의해 땜납 볼에 회전력을 부가할 수 있으므로, 땜납 볼이 균일하게 분산되어, 마스크 개구부에도 원활하게 충전할 수 있는 특징이 있다. 또한, 마스크면 상에 잔류한 잉여 땜납 볼은 충전 부재의 전후방에 설치한 땜납 볼 회전 회수 기구에 의해 충전 헤드 내에 회수 사용되므로 땜납 볼이 유효하게 이용된다고 하는 효과가 있다.
도 1은 땜납 볼 인쇄기용 땜납 볼 공급 헤드의 일 실시예의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 2는 땜납 볼을 인쇄하기 위한 땜납 볼 인쇄기의 개략 구성도.
도 3은 땜납 볼 인쇄기용 땜납 볼 공급 헤드의 다른 일 실시예를 도시하는 도면.
도 4는 땜납 볼 공급부에 사용하는 반나선 형상의 선재의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 5는 땜납 볼 충전의 동작을 설명하는 도면.
도 6은 땜납 볼 인쇄 방법의 일 실시예를 도시하는 흐름도.
이하, 도면을 사용하여 본 발명을 설명한다. 이하에 기재하는 실시예는 하나의 형태일 뿐으로, 당업자가 용이하게 상도할 수 있는 범위 내에 있어서, 수정, 변형 가능한 것으로 한다.
(제1 실시예)
본 발명에 관한 땜납 볼 인쇄 장치의 일 실시예를 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 땜납 볼 인쇄 장치용 땜납 볼 공급 헤드의 일 실시예의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도 1의 (a)는 땜납 볼 인쇄 장치용 땜납 볼 공급 헤드의 일 실시예의 측면의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 땜납 볼 인쇄 장치용 땜납 볼 공급 헤드에 있어서의 선분 B-B로부터 본 평면도의 개략을 도시하는 도면이다. 도 2는 땜납 볼 인쇄용 헤드를 설치한 땜납 볼 인쇄 장치의 일 실시예의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도 2의 (a)는 마스크와 기판의 위치 정렬을 행하고 있는 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 2의 (b)는 기판 상에 땜납 볼을 인쇄하고 있는 상태를 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.
도 2에 도시하는 땜납 볼 인쇄 장치(1)에 있어서, 땜납 볼 공급 헤드(3)는 헤드 이동 테이블(2)을 통해 땜납 볼 인쇄 장치(1)의 설치 프레임(6)과 볼 나사(2b)에 가동 가능하게 설치되고, 모터(2g)의 제어에 의해 볼 나사(2b)가 회전하여 땜납 볼 공급 헤드(3)가 화살표 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 또한, 땜납 볼 인쇄 장치(1)의 상세는 후술한다.
우선, 땜납 볼 공급 헤드(3)의 일 실시예에 대해 도 1을 사용하여 설명한다. 도 1의 (a)에 있어서, 땜납 볼 공급 헤드(3)는 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)와, 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)를 이동하는 이동 기구부(8)와, 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7) 및 이동 기구부(8)를 접속하기 위한 접속 부재(72)로 구성되어 있다.
땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)는 땜납 볼(24)을 마스크(20) 상에 공급하는 땜납 볼 공급부(64)와, 땜납 볼 공급부(64)를 덮도록 설치된 헤드 외벽(73)과, 땜납 볼 회전 회수 기구(회전 스퀴지)(75-1, 75-2)와, 땜납 볼 회전 회수 기구(75)의 외주를 덮는 스퀴지 커버(74-1, 74-2)와, 질소 가스 공급구(77-1, 77-2)와, 적당한 양의 땜납 볼(24)을 마스크(20) 상에 공급하는 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)(이것에 대해서도 후술함) 및 땜납 볼(24)을 마스크(20)의 개구부에 충전하기 위한 땜납 볼 충전 부재(63-1, 63-2)(이것에 대해서도 후술함)를 구비하고 있다.
땜납 볼 공급부(64)는 헤드 외벽(73)의 양단부의 내측에 설치되어, 고정되어 있다. 헤드 외벽(73)의 땜납 볼 공급부(64)의 개구부(83)에 대응하는 부분에는 땜납 볼 저류부(이것에 대해서는 후술함)로부터 땜납 볼(24)을 땜납 볼 공급부(64)로 공급할 수 있도록 개구부(81)가 형성되어 있다. 또한, 헤드 외벽(73)의 내부는, 후술하는 바와 같이 질소 가스를 가득 채우기 위해 밀폐 상태로 유지할 필요가 있으므로, 헤드 외벽(73)의 개구부(81)에는 개폐 덮개(82)를 설치하고, 땜납 볼(24)을 땜납 볼 공급부(64)에 공급할 때 이외는, 개폐 덮개(82)에 의해 헤드 외벽(73)의 내부를 밀폐 상태가 되도록 하고 있다.
다음에, 이동 기구부(8)에 대해 설명한다. 이동 기구부(8)는 접속 부재(72)에 설치된 헤드 설치 프레임(71)과, 헤드 이동 테이블(2)과, 헤드 상하 이동 기구(4)와, 헤드 이동 테이블(2)과 결합된 땜납 볼 공급 테이블(61) 및 땜납 볼 저류부(60)로 구성되어 있다. 헤드 상하 이동 기구(4)는 실린더와 피스톤으로 구성되어, 헤드 이동 테이블(2)에 설치되어 있다. 그리고, 상하 이동 기구(4)의 피스톤축에 헤드 설치 프레임(71)이 설치되어 있다. 따라서, 피스톤축이 상하 이동함으로써 헤드 설치 프레임(71)과 접속 부재(72)를 통해 접속하고 있는 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)가 상하로 이동하도록 구성되어 있다. 이는, 땜납 볼을 마스크(20)를 통해 기판 상에 인쇄하는 경우에, 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)를 마스크(20)에 접촉시키는 경우에 하방으로 이동하고, 인쇄 종료에서 원래의 위치(예를 들어, 홈 포지션)로 복귀시키는 경우에 상방으로 이동하는 작용을 한다. 또한, 헤드 이동 테이블(2)은, 앞서 설명한 바와 같이 장치 본체측에 설치한 모터(2g)와 볼 나사(2b)로 이루어지는 수평 방향 이동 기구의 볼 나사부에 접속되어, 모터(2g)를 구동함으로써 수평 방향으로 이동된다.
또한, 헤드 이동 테이블(2)에는 땜납 볼 저류부(60)를 설치한 땜납 볼 공급 테이블(61)이 설치되어 있다. 땜납 볼 저류부(60)는 땜납 볼 공급 테이블(61)에 대해 화살표와 같이 회전할 수 있도록 설치되어 있다. 그리고, 땜납 볼 저류부(60)는 리니어 구동부(76)에 의해 상하로 이동할 수 있도록 되어 있다. 이는, 땜납 볼(24)을 땜납 볼 공급부(64)에 공급할 때에, 땜납 볼 저류부(60)는 하방으로 이동하는 동시에, 땜납 볼 저류부(60)의 개구부가 하향으로 되도록 회전하고, 땜납 볼 저류부(60)를 구성하는 용기(실린더) 내로부터 헤드 외벽(73)의 개구부(81), 땜납 볼 공급부(64)의 상부에 형성되어 있는 개구부(83)를 통해 땜납 볼 공급부(64) 내로 땜납 볼(24)을 흔들어 떨어뜨리도록 하고 있다.
더욱 상세하게 서술하면, 땜납 볼 저류부(60)로부터 흔들어 떨어지는 땜납 볼(24)을 땜납 볼 공급부(64) 내에 공급하기 위한 땜납 볼 공급부(64)가 땜납 볼 저류부(60)의 대략 하측에 위치하도록 배치되어 있다. 또한, 마스크면(20)의 위치와, 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)의 위치와, 땜납 볼 공급부(64)의 위치와, 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)의 헤드 외벽(73)의 개구부(81) 및 개폐 덮개(82)의 위치와, 접속 부재(72)의 위치 관계는 도 1의 (b)의 평면도에 도시한 바와 같이 되어 있다.
또한, 땜납 볼 공급부(64)에는 미리 초기 공급에 의해 1회분의 땜납 볼이 공급되어 있다. 즉, 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)는, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이 화살표 방향으로 이동하고, 이동에 따라서 땜납 볼(24)을 마스크(20) 상에 공급하지만, 예를 들어, 도 2의 땜납 볼 인쇄 장치에서 땜납 볼 공급 헤드(3)가 우측 단부로부터 좌측 단부까지의 이동을 1스트로크로 하면, 이 1스트로크로 마스크(20) 상에 충분한 땜납 볼(24)을 공급할만큼의 땜납 볼(24)을 땜납 볼 공급부(64)에 공급해 둘 필요가 있다. 이것이, 예를 들어 1회분의 땜납 볼 공급이다. 따라서, 이 1회분, 즉 1스트로크 사이는, 개폐 덮개(82)는 폐쇄되어, 헤드 외벽(73)의 내부를 밀폐 상태로 하고, 질소 가스를 가득 채우도록 하여, 땜납 볼(24)의 산화를 방지하도록 하고 있다. 따라서, 1회분의 땜납 볼이라 함은, 땜납 볼을 마스크면에 공급할 때의 1스트로크에 필요한 땜납 볼의 양을 말하고, 이 양을 미리 예측하여 땜납 볼 공급부(64)에 공급해 두는 것을 의미한다. 그러나, 이 양을 정확하게 예측하는 것은 어려우므로, 적절하게, 땜납 볼의 양이 부족한 경우에는, 땜납 볼 저류부(60)로부터 부족분의 땜납 볼을 보충하고, 양이 많았던 경우에는 잉여 땜납 볼을 회수하는 것은 물론이다.
또한, 상세한 것은 도시하고 있지 않지만, 땜납 볼 공급 테이블(61)은 땜납 볼 공급 헤드(3)의 이동 방향에 직각인 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있고, 땜납 볼 저류부(60)를 이동시키면서 땜납 볼(24)을 땜납 볼 공급부(64)에 공급한다. 헤드 외벽(73)은 인쇄 대상인 기판의 크기에 따라서 상이하지만, 일례로서, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이 폭(W) : 100㎜, 길이(깊이)(D) : 450㎜의 크기이다. 또한, 땜납 볼 공급부(64)의 크기는 마스크(20)의 폭(헤드 진행 방향에 대해 직각 방향)으로 대략 동일한 길이이거나 다소 짧게 형성되어 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 인쇄하는 땜납 볼의 직경은 마스크 개구의 크기에 대략 동등하게 20㎛ 내지 80㎛의 범위의 것이 사용 가능하다. 예를 들어, 마스크(20)의 개구가 50㎛이면, 인쇄하는 땜납 볼의 직경은 50㎛보다 조금 작은 땜납 볼이 사용된다. 또한, 본 실시예에서는, 땜납 볼의 직경은 20㎛ 내지 80㎛의 범위의 것으로서 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아닌 것은 물론이다.
또한, 후술하는 도 5에 도시하는 마스크 개구부(94)는 땜납 볼(24)이 수납되기 위해, 땜납 볼(24)의 직경보다 약간 크게 되어 있다. 또한, 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84)도 마스크 개구부(94)와 대략 동등하고, 땜납 볼(24)의 직경보다 약간만 크게 되어 있다. 이는, 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84)로부터 땜납 볼(24)이 한번에 대량으로 방출되지 않도록 대략 동등하거나, 약간만 크게 되어 있다.
또한, 이 땜납 볼 공급부(64)의 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84)의 근방에 설치되어 있는 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)의 전후 방향(헤드 이동 방향의 전후 방향)으로, 땜납 볼(24)을 마스크(20)의 개구부에 충전하기 위한 땜납 볼 충전 부재(63-1, 63-2)(이것에 대해서도 후술함)가 설치되어 있다. 또한, 땜납 볼 충전 부재(63-1, 63-2)를 대표하는 경우에는, 땜납 볼 충전 부재(63)라고 칭한다. 이 땜납 볼 충전 부재(63)도 땜납 볼 공급부(64)의 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84)의 근방에 설치한 선재(62)와 동일한 형상의 선재로 형성되어 있다.
여기서, 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)에 대해 더욱 상세하게 서술한다. 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)는 땜납 볼(24)을 마스크(20) 상에 대략 균일하게 흔들어 뽑도록 소정의 진동이 부여되어 있도록 가진 구조로 하고 있다. 이 가진 구조에 대해 상세하게 서술한다. 접속 부재(72)는 가진 프레임(70)에 설치되어 있다. 가진 프레임(70)에는 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)를 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)의 이동 방향의 전후 방향으로 고주파 가진, 예를 들어 약 220 내지 250㎐의 주파수로 가진하는 가진기(65)가 설치되어 있다. 또한, 가진 프레임(71)의 상부에는 슬라이더(67)가 설치되어 있다. 이 슬라이더(67)는 가진 프레임 상부에 설치한 헤드 설치 프레임(71)에 설치한 리니어 가이드(67R)에 설치되어 있다. 가진 프레임(70)의 일단부에는 캠(66)이 설치되어 있고, 헤드 설치 프레임(71)에 설치한 캠축 구동 모터(68)에 의해 회전 구동함으로써 가진 프레임(70)을 수평 방향(리니어 가이드의 방향)으로 앞서 서술한 가진기(65)의 주파수보다 낮은 주파수, 예를 들어 약 1 내지 10㎐ 정도의 주파수로 요동하는 구성으로 되어 있다.
이와 같이, 2개의 다른 가진 수단을 설치함으로써, 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)가 진동되는 파수의 선택 폭을 넓게 하여, 땜납 볼 공급부(64)로부터 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84)를 덮도록 설치한 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)로부터 진동에 의해 흔들어 뽑는 땜납 볼을 마스크면에 효과적으로 공급할 수 있도록 구성하고 있다.
또한, 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)는 헤드 외벽(73)에 의해, 땜납 볼 공급부(64)에 설치한 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62) 및 땜납 볼 충전 기구(63)가 마스크(24)에 접촉했을 때에 밀폐 상태를 형성하는, 소위 밀폐형의 헤드 구성으로 하고 있다. 이 구성은 공기가 땜납 볼 공급부(64) 내에 침입하여, 땜납 볼(24)이 산화되지 않기 위한 구성이다.
이와 같이, 밀폐형 구조로 하여 질소 가스 공급구(77-1, 77-2)로부터 헤드 내로 질소 가스를 도입함으로써 땜납 볼의 산화 등을 방지하여, 땜납 볼 접속 불량의 발생을 억제하고 있다. 또한, 땜납 볼 공급부(64)의 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84)에는 밸브(도시하지 않음)가 설치되어 있어 여분의 땜납 볼(24)이 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)에 떨어지지 않도록 되어 있다. 이 밸브는, 예를 들어 댐퍼 기구에 의해 덮개 상태(셔터)를 90도 회전시킴으로써 개폐하는 것이다.
도 5는 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)의 일부분의 확대도를 도시하고 있다. 이 도 5를 사용하여 땜납 볼(24)이 인쇄되는 상태를 상세하게 서술한다.
도 5에 있어서, 기판(21) 상의 전극부(23)에는 플럭스(22)가 미리 인쇄되어 있다. 그리고, 마스크(20)의 개구부(94)의 근방의 이면측에는 미소 돌기(20a)가 설치되어 있어, 마스크(20)가 직접 플럭스 등에 접촉하지 않도록 구성되어 있다. 미소 돌기(20a) 대신에, 필름 등의 미소 단차를 형성해도 좋다. 또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 땜납 볼 공급부(64)의 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84)의 근방에는 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84)를 덮도록 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)가 설치되어 있다.
이 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)는 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)가 마스크(20)에 소정의 압박으로 접촉할 정도로 상하 이동 기구(4)에 의해 압박되므로, 약간 변형된 상태로 마스크(20)에 접촉한다. 여기서, 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)가 약간 변형된 상태를, 대략 나선형(또는, 대략 반원형)의 상태라고 칭하는 것으로 한다. 또한, 이 대략 나선형(또는, 대략 반원형)의 상태는 미리 본 발명의 땜납 볼 인쇄 장치를 실험적으로 동작시켜, 땜납 볼(24)이 땜납 볼 공급부(64)로부터 마스크(20) 상으로 대략 균일하게 흔들어 뽑아지도록 압박이 조절되고, 또한 가진하는 주파수가 선정되는 것은 물론이다.
다음에, 땜납 볼(24)을 땜납 볼 공급부(64)로부터 마스크(20) 상으로 대략 균일하게 흔들어 뽑기 위한 동작에 대해 설명한다. 땜납 볼 공급부(64)의 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84)의 근방에 설치된 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)는 상하 방향에는 대략 나선형(또는, 대략 반원형)의 공간이 형성되고, 이 공간 내에서, 도면에 도시한 바와 같이 땜납 볼(24)에는 헤드의 진행 방향을 따라서 회전력이 발생한다. 땜납 볼(24)의 회전력은 선재(62) 및 마스크(20)의 양쪽과의 마찰력으로도 발생하지만, 상술한 바와 같이 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)를 가진하고 있는 요동 동작이 효율적으로 회전력을 발생시키고 있다. 또한, 도 1에 도시하는 가진기(65)는 볼에 미소 진동을 부여하여, 볼 분산과 반데르발스의 힘에 의한 볼 사이의 부착을 회피하여 효율적으로 땜납 볼(24)을 마스크(20) 상에 흔들어 넣는 효과가 있다. 이에 의해, 땜납 볼(24)이 분산되어, 1개의 마스크 개구부(94)에 1개의 땜납 볼(24)이 공급되게 된다.
또한, 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)의 전후에 설치된 땜납 볼 충전 부재(63-1, 63-2)는 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84)로부터 흔들어 뽑아진 땜납 볼(24) 중, 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)로 마스크 개구부(94)에 충전되지 않았던 땜납 볼(24)을 수취하고, 마스크(20)의 개구부(94)의 땜납 볼이 공급되어 있지 않은 부분에, 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)와 마찬가지로 땜납 볼(24)에 회전력을 부여하여 흔들어 넣는 작용을 하는 것이다.
또한, 땜납 볼 충전 부재(63)도 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84)에 설치한 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)와 동일한 선재로 구성되어 있다. 또한, 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62) 및 땜납 볼 충전 부재(63)의 상세에 대해서는, 후술하지만, 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)를 구성하는 선재의 선 간격은, 사용하는 땜납 볼(24)의 직경보다 작은, 예를 들어 약 5㎛ 정도 작게 한 구조로 하고 있다. 이와 같이, 선 간격을 사용하는 땜납 볼(24)의 직경보다 약 5㎛ 작게 한 것에 의해, 많은 땜납 볼이 한번에 마스크 상에 떨어지는 것을 방지하는 효과가 있어, 마스크(20) 상에 균일하게 땜납 볼(24)을 흔들어 떨어뜨릴 수 있다. 또한, 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)를 구성하는 선재의 선 간격을 땜납 볼(24)의 직경보다도 약 5㎛ 정도 작게 해도, 땜납 볼(24)이 회전하고 있으므로, 선재의 간극을 빠져나가 마스크(20) 상에 공급된다.
다음에, 도 2를 사용하여 땜납 볼 인쇄 장치의 일 실시예를 더욱 상세하게 서술한다. 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 땜납 볼 인쇄 장치(1)에는 땜납 볼(24)을 인쇄하는 기판(21)을 탑재한 인쇄 테이블(10)과, 이 인쇄 테이블(10)을 상하로 이동 가능하도록 구동하는 구동부(11)를 구비하고 있다. 이 인쇄 테이블(10) 상에 탑재되어 있는 기판(21)과 마스크(20)의 면을 카메라(15)를 사용하여, 도시하지 않은 인쇄 테이블(10)의 하측에 설치되어 있는 수평 방향 이동 기구인 XY 테이블을 구동하여 위치 정렬을 행한다. 즉, 카메라(15)는, 예를 들어 기판(21)에 설치되어 있는 위치 정렬 마크와 마스크(20)에 설치되어 있는 위치 정렬 마크를 동시에 촬상하여, 각각의 화상의 마크가 일치하도록 XY 테이블을 움직여, 위치 정렬을 행한다.
그 후, 위치 정렬용 카메라(15)를 퇴피시키고, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 인쇄 테이블(10)을 상승시켜 테이블 상부에 설치되어 있는 마스크(20)면을 기판(21)의 면에 접촉시켜, 헤드 상하 구동 기구(4)를 구동하고, 볼 공급 헤드(3)를 상하 이동하여 땜납 볼 공급용 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62) 및 땜납 볼 충전 부재(63)를 마스크면에 접촉시킨다. 이와 같이 헤드 상하 구동 기구(4)에 의해, 선재(62)나 땜납 볼 충전 부재(63)에 압박력을 발생시킴으로써 땜납 볼(24)을 마스크 개구부(94)로 압입하는, 소위 인압을 발생시키고 있다.
그리고, 헤드 구동부(2g)를 구동함으로써 볼 나사(2b)를 회전시켜, 땜납 볼 공급 헤드(3)를 수평 방향(화살표 방향)으로 이동시킨다. 땜납 볼 공급 헤드(3)가 이동하고 있을 때에, 땜납 볼 공급부(64)를 가진기(65)에 의해 수평 방향(헤드 이동 방향)으로 진동시키는 동시에, 캠(66)도 캠축 구동 모터(68)를 구동하여 회전시킴으로써 수평 방향으로 진동시켜, 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62) 내의 땜납 볼(24)을 효과적으로 흔들어 뽑는다.
또한, 본 실시예에서는 땜납 볼(24)의 흔들어 뽑기에 가진기(65)와 캠(66)을 동시에 구동함으로써 설명하였지만, 어느 한쪽을 구동함으로써 땜납 볼의 흔들어 뽑기를 행해도 좋다. 또한, 땜납 볼의 흔들어 뽑기와 동시에, 땜납 볼 공급부(64)의 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)를 사이에 두고 땜납 볼 공급 헤드(3)의 이동 방향에 설치되어 있는 땜납 볼 충전 부재(63)에 의해, 마스크(20)에 형성되어 있는 개구부에 땜납 볼을 충전하는 것이다.
또한, 땜납 볼 충전 시에, 충전 부재(63-1, 63-2)의 근방에 배치된 땜납 볼 회전 회수 기구(75-1, 75-2)를 화살표 방향으로 회전 구동함으로써, 마스크 상에 잔류하는 땜납 볼을 땜납 볼 공급부(64)의 근방에 모아, 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7) 외부에 잉여 땜납 볼이 나가지 않도록 하고 있다. 또한, 본 장치에는 마스크 이면을 청소하기 위한 청소 기구(45)가 카메라 이동 프레임에 설치되어 있고, 카메라(15)와 마찬가지로, 수평 방향으로 이동하면서 마스크를 청소하도록 되어 있다. 이 청소 기구(45)는 롤 대 롤식 클린 와이퍼를 통한 흡인 노즐을 마스크 이면에 접촉 이동시킴으로써, 청소를 실행한다.
다음에, 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)의 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84) 근방에 설치한 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)에 대해, 도 4를 사용하여 상세하게 서술한다. 또한, 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)에 대해, 도 4에서는, 예를 들어 반나선 형상 선재(62)에 대해 상세하게 서술하지만, 이것에 유사한 구성은 볼록 형상의 선재로 구성할 수도 있는 것은 물론이다. 또한, 도 4에서는 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)에 대해 설명하지만, 땜납 볼 충전 부재(63)도 반나선 형상 또는 볼록 형상의 선재(62)와 마찬가지로 구성할 수 있으므로, 땜납 볼 충전 부재(63)에 대한 설명은 생략한다.
도 4의 (a)는 반나선 형상 선재(62)를 땜납 볼 공급부(64)에 설치하기 전의 평면도를, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 B-B 단면을 도시한 도면이고, 도 4의 (c)는 도 4의 (a)의 B부의 확대도를 도시한 것이다. 도 4의 (d)는 반나선 형상 선재(62)를 볼록 형상으로 만곡하여, 땜납 볼 공급부(64)의 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84)의 근방에 설치한 상태의 단면도이다.
도 4의 (a)에 있어서, 반나선 형상 선재(62)는, 도면에 도시한 바와 같이 평행하게 설치된, 소정의 간격(본 실시예에서는 약 35㎜)을 갖는 2개의 설치부(62P-1, 62P-2)(설치부의 폭은 약 5㎜)[설치부를 대표하는 경우에는, 설치부(62P)라고 칭함]와, 상기 설치부(62P) 사이에, 설치부(62P)에 대해 소정 각도를 갖는 복수의 선재(62L)로 구성되어 있다. 더욱 상세하게 서술하면, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 반나선 형상 선재(62)는 설치부(62P)와, 설치부(62P)에 대해 소정 각도(θ), 예를 들어 약 5도 내지 35도, 바람직하게는 약 10도를 갖는 복수의 선재(62L)로 구성되고, 선재(62L)의 굵기는, 예를 들어 약 0.1㎜이고, 이 선재(62L)를 소정의 간격(62S), 예를 들어 약 0.1㎜ 내지 0.3㎜ 간격으로 형성한 것이다. 또한, 여기에 나타내는 각 치수는 일 실시예이며, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 소정의 간격(62S)의 폭 약 0.1㎜는 땜납 볼의 직경에 따라 변경되는 경우가 있다. 그러나, 간격(62S)의 폭 약 0.1㎜는 20 내지 80㎛의 크기의 땜납 볼에 대해 공용 가능한 것이 실험적으로 확인되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 반나선 형상 선재(62)로서 설명하고 있지만, 이는 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 평면 형상의 반나선 형상 선재(62)를 도 4의 (d)에 도시한 바와 같이 만곡하여 땜납 볼 공급부(64)에 설치하면, 그 선재(62L)의 형상이 반나선 형상으로 되므로 반나선 형상 선재(62)로서 설명하고 있다. 그러나, 반나선 형상 선재(62)로 한정되는 것은 아니고, 볼록 형상의 선재(62)로 할 수도 있다. 따라서, 여기서는, 반나선 형상의 선재(62)를 포함하여 볼록 형상의 선재(62)라고 칭하는 것으로 한다.
다음에, 반나선 형상의 선재(62)의 제작 방법에 대해 설명한다. 반나선 형상의 선재(62)는 두께 0.1㎜의 강판에 소정 형상의 마스크를 통해 에칭에 의해 가공하여, 도 4의 (a)와 같은 형상으로 한 것이다.
따라서, 반나선 형상의 선재(62)의 길이는 땜납 볼 공급 헤드(7)의 폭의 길이로 되어 있다. 이 땜납 볼 공급부(64)의 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84)를 걸치는 형태로 반나선 형상의 선재(62)가 설치된다. 즉, 설치 시에는 땜납 볼 공급 헤드의 상하 방향으로 나선형 코일의 상반부를 컷트한 것과 같은 설치 형상으로 된다. 이는, 일례로서, 도 4의 (d)와 같이 만곡하여 형성한 것이다.
또한, 헤드 설치 프레임(71)은 구동 수단인 모터(4)로 상하로 이동할 수 있도록 되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 헤드 설치 프레임(71)의 상하 구동을 모터(4)로 행하도록 기재하였지만, 모터(4) 대신에, 공압 실린더를 사용해도 좋다.
또한, 헤드 외벽(73)의 내측에는 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)의 이동 방향의 선단측 및 후단부측에 땜납 볼을 회수하기 위한 땜납 볼 회전 회수 기구(75-1, 75-2)(회전 스퀴지)가 설치되어 있다.
이 땜납 볼 회전 회수 기구(75-1, 75-2)의 회전 방향은 화살표로 나타낸 바와 같이 회전한다. 즉, 땜납 볼 회전 회수 기구(75-1, 75-2)는 서로 역방향으로 회전하도록 구성하고 있다. 이 땜납 볼 회전 회수 기구(75)는, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 긁어내기부에 선재(90)를 나선 형상이고 또한 원통 형상으로 형성하고, 회전축의 길이 방향으로 다단으로 설치한 구성으로 되어 있다. 이 땜납 볼 회전 회수 기구(75)는 땜납 볼(24)을 마스크(20) 상으로 흔들어 뽑는 경우, 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)가 화살표 방향으로 진행되면, 땜납 볼 회전 회수 기구(75)를 회전 구동하고, 땜납 볼(24)이 땜납 볼 공급부(64)의 주위로 분산되는 땜납 볼(24)을 땜납 볼 공급부(64)의 하부 내에 저류하게 하여, 확실하게 땜납 볼(24)이 마스크 개구(94)에 충전하도록 한 것이다.
또한, 땜납 볼 회전 회수 기구(75)의 외주를 덮는 스퀴지 커버(74)를 헤드 외벽(73)의 내측에 설치함으로써, 땜납 볼 충전 부재(63)측에 잉여 땜납 볼을 긁어모아, 땜납 볼이 땜납 볼 공급부(64)의 주위로 산란되지 않도록 한 구성으로 하고 있다.
(제2 실시예)
다음에, 본 발명에 관한 땜납 볼 인쇄 장치의 다른 일 실시예를, 도 3을 사용하여 설명한다. 도 3은 도 1에 도시하는 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)의 다른 일 실시예의 땜납 볼 흔들어 뽑기부(9)의 구성을 도시한다. 또한, 도 1의 (a)와 동일한 것에는 동일한 부호가 부여되어 있다. 도 3에 도시하는 본 실시예에 관한 땜납 볼 흔들어 뽑기부(9)의 구성에서, 도 1에 도시하는 제1 실시예에 관한 땜납 볼과 다른 점은, 땜납 볼 저류부(60S)의 공급구부를 헤드 외벽(73)에 형성한 개구부(91)에 삽입하고, 땜납 볼 저류부(60S) 전체를 헤드 길이 방향, 즉 화살표로 나타내는 방향에 대해 직각인 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있는 점이다. 예를 들어, 이동 기구로서는, 도 1에 도시하는 땜납 볼 저류부(60) 대신에, 땜납 볼 저류부(60S)를 땜납 볼 공급 테이블(61)에 설치하고, 리니어 구동부(76)를 길이 방향으로 이동할 수 있도록 함으로써 실현할 수 있다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 땜납 볼 저류부(60S)를 설치하고 있는 땜납 볼 공급 테이블은, 도 1에 도시하는 땜납 볼 공급 테이블(61)에 비해 헤드 외벽(73)의 부근까지 리니어 구동부(76)에 의해 상하 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 제1 실시예에 관한 도 1의 장치에 비해 땜납 볼(24)이 땜납 볼 저류부(60S)로부터 땜납 볼 공급부(64)로 공급할 때에, 땜납 볼의 비산을 방지하여, 확실하게 땜납 볼 공급부(64)에 땜납 볼(24)을 공급할 수 있다. 또한, 이와 같이 구성하면, 땜납 볼(24)이 대기에 노출되는 시간이 짧아져 산화 방지로 된다.
또한, 도 3의 (b)에는 땜납 볼 회전 회수 기구(75-1, 75-2)[땜납 볼 회전 회수 기구를 대표하는 경우에는, 땜납 볼 회전 회수 기구(75)라고 칭함]의 외관을 도시한다. 도면에 도시한 바와 같이, 회전축(92)이 선재로 이루어지는 원반 형상의 긁어내기부(90)를 나선 형상으로, 다단으로 설치한 구성으로 되어 있다. 이 원반 형상의 긁어내기부(90)는, 마스크(20)에 접촉하는 부분은 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)의 이동 방향에 직각인 방향에 대해 소정 각도(θ), 예를 들어 5도 내지 35도 정도 기울여 설치하고 있다. 또한, 이 도 3의 (b)의 땜납 볼 회전 회수 기구(75)는 도 1의 것과 대략 동일한 구성이다. 또한, 본 도면에서는 땜납 볼 저류부(60S)를 원통 용기로 구성한 것을 도시하고 있다. 그리고, 땜납 볼 저류부(60S)의 선단을 길게, 역원추 형상 가이드(93)로 형성하여 헤드 외벽(73)의 개구부(91)까지 삽입하도록 한 것이다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 땜납 볼 저류부(60S)로부터 땜납 볼(24)을 주변으로 비산하는 일 없이, 효율적으로 땜납 볼 공급부(64)에 공급할 수 있다.
그러나, 이 구조로 한정되는 것이 아니라, 이 땜납 볼 저류부(60S) 대신에, 헤드 외벽(73)의 개구부(91)에 땜납 볼 공급용 입구를 구비한 접시 형상의 땜납 볼 수용부를 설치해 두고, 그 땜납 볼 수용부에 계량한 땜납 볼을 적재하고, 그 후 땜납 볼 수용부를 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)의 이동 방향에 대해 길이 방향으로 이동시킴으로써, 땜납 볼 공급부(64)에 소정량의 땜납 볼을 공급하는 것도 가능하다. 또한, 땜납 볼 공급부(64)의 개구부(91)에 맞추어 설치되어 있는 헤드 외벽(73)의 개구부(91)는 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7)의 길이 방향으로 분할한 고무 부재로 덮여, 땜납 볼 저류부(60S)의 역원추 형상 가이드(93)가 이 분할부로부터 삽입하도록 되어 있다.
다음에, 땜납 볼 인쇄의 일련의 동작을 도 6을 사용하여 설명한다.
우선, 전극부(23)에 플럭스(22)가 인쇄된 기판(21), 예를 들어 반도체 웨이퍼(21)[이하의 설명에서는 기판(21)으로서 설명함]가 땜납 볼 인쇄 장치로 반입되어 인쇄 테이블(10) 상에 적재된다(스텝 S101). 인쇄 테이블(10)에는 부압을 공급하는 흡착구가 복수 형성되어 있고, 여기에 부압을 공급함으로써 기판(21)이 인쇄 테이블면 상을 이동하지 않도록 유지하고 있다.
다음에, 기판(21)면에 설치한 위치 정렬 마크와, 마스크(20)에 설치되어 있는 위치 정렬 마크를, 위치 정렬용 카메라(15)를 사용하여 촬상한다. 촬상한 데이터는 도시하고 있지 않은 제어부로 보내지고, 그곳에서 화상 처리되어, 위치 어긋남량이 구해진다. 그 결과에 기초하여, 인쇄 테이블을 도시하고 있지 않은 수평 방향 이동 기구에 의해, 어긋남을 보정하는 방향으로 이동한다(스텝 S102).
위치 정렬이 종료되면, 인쇄 테이블(10)을 상승시켜 마스크(20) 이면에 웨이퍼(21)의 인쇄면을 접촉시킨다(스텝 S103).
다음에, 땜납 볼 공급 헤드(3)를 인쇄 개시 위치로 수평 이동하고, 그 후, 땜납 볼 공급 헤드(3)를 소정의 인압(압박력)이 마스크면에 작용하도록 마스크면 상에 강하시킨다. 다음에, 질소 가스 공급구(77)로부터 헤드 내로 질소 가스를 공급하여, 헤드 내를 질소 분위기로 한다(스텝 S104). 그 후, 땜납 볼 공급부(64) 내의 땜납 볼의 양을 검사하여, 인쇄에 필요한 양으로 되어 있지 않은 경우에는 땜납 볼 저류부(60)를 동작시켜, 땜납 볼 공급부(64)에 필요량의 땜납 볼을 공급한다(스텝 S105).
그 후, 가진기(65) 및 캠축 구동 모터(68)를 구동하여 땜납 볼 공급부(64)에 수납되어 있는 땜납 볼(24)을, 땜납 볼 공급부(64)에 형성한 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구(84)로부터 볼록 형상의 선재(62)를 통해 마스크면에 공급한다.
땜납 볼 공급 헤드(3)를 수평 방향으로 이동하면서 땜납 볼 충전 부재(63)의 볼록 형상의 선재의 스프링 작용에 의해, 땜납 볼(24)을 마스크 개구부(94)에 압입하여, 기판(21) 상의 플럭스(22)에 부착시킨다(스텝 S106). 이때, 땜납 볼 회전 회수 기구(75)를 회전시켜, 마스크 개구부(94)에 압입되지 않았던 땜납 볼(24)을 땜납 볼 회전 회수 기구부(75)에 의해 회수하여, 땜납 볼 흔들어 뽑기부(7) 내부로부터 외부로 누출되지 않도록 하고 있다.
땜납 볼 공급 헤드(3)가 마스크면 상을 끝까지 이동하면, 일단 정지하여, 땜납 볼 공급 헤드 내에 형성되어 있는 질소 가스 공급구(77)에 질소 가스를 공급하는 질소 가스 공급 계통에 설치되어 있는 절환 밸브를 절환하여, 부압 공급 계통에 접속한다. 이에 의해, 질소 가스 공급구(77)에, 질소 가스 대신에, 부압을 공급하여 잉여 땜납 볼(24)을 회수한다(스텝 S107). 다음에, 땜납 볼 공급 헤드(3)를 마스크(20)면으로부터 이격하도록 상승시키고, 그 후 땜납 볼 공급 헤드(3)를 원점 위치(홈 위치)로 복귀시킨다. 또한, 여기서는 질소 가스 공급구에 부압을 공급함으로써 설명하였지만, 마스크면 상의 일방측에 모인 땜납 볼을 사람의 손에 의해 회수하도록 해도 좋다.
다음에, 인쇄 테이블(10)을 강하시켜, 마스크를 인쇄 테이블로부터 이격시킨다. 인쇄된 기판(21)의 인쇄 상태를 카메라(10)로 촬상하여 결함의 유무를 조사한다. 그리고, 결함이 있으면 리페어부로 기판을 반송하여, 그곳에서 결함부를 수복한다. 결함부 수복 후 리플로우부로 기판(21)을 반송하여, 땜납 볼(24)을 용융하고, 전극부(23)에 고착시킨다.
이상, 대략의 땜납 볼의 인쇄 방법의 공정을 서술하였지만, 상술한 스텝 S107 이후의 결함부의 리페어의 방법이나 결함부 수복 후의 리플로우의 방법에 관해서는 종래부터 잘 알려진 방법이므로, 여기서는 상세한 설명은 생략한다.
이상 상세하게 서술한 바와 같이 본 발명의 땜납 볼 인쇄 장치를 사용함으로써, 미소 직경의 땜납 볼을 1개씩 확실하게 마스크 개구부로부터 기판의 플럭스 상으로 공급할 수 있다.
이상, 본 실시예에 대해 상세하게 서술하였지만, 본 발명은 여기에 기재된 땜납 볼 인쇄 장치 및 땜납 볼 인쇄 방법의 실시예로 한정되는 것은 아니고, 다른 땜납 볼 인쇄 장치 및 땜납 볼 인쇄 방법에도 용이하게 적용할 수 있는 것은 물론이다.
1 : 땜납 볼 인쇄기
2 : 헤드 이동 프레임
3 : 땜납 볼 공급 헤드
4 : 헤드 상하 구동 기구
10 : 인쇄 테이블
11 : 인쇄 테이블 상승 기구
15 : 카메라
20 : 스크린
21 : 웨이퍼
24 : 땜납 볼
45 : 청소 기구
60 : 땜납 볼 저류부
62 : 선재
63-1, 63-2 : 땜납 볼 충전 부재
64 : 땜납 볼 공급부
65 : 가진기
66 : 캠
73 : 헤드 외벽
74-1, 74-2 : 스퀴지 커버
75-1, 75-2 : 회전 회수 기구
77-1, 77-2 : 질소 가스 공급구

Claims (9)

  1. 기판과, 상기 기판 상의 전극에 마스크를 통해 땜납 볼 공급 헤드를 이용하여 땜납 볼을 인쇄하는 땜납 볼 인쇄 장치에 있어서,
    상기 땜납 볼 공급 헤드를,
    상기 땜납 볼을 저류하는 땜납 볼 저류부와,
    상기 땜납 볼 저류부의 하방에 위치하여, 상기 땜납 볼 저류부로부터 소정량의 땜납 볼을 수취하고, 수취한 상기 땜납 볼을 상기 기판 상에 위치하는 상기 마스크의 표면 상에 공급하는 땜납 볼 흔들어 뽑기부와,
    상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부를 상기 기판을 따라서 수평 방향으로 이동시키는 이동 기구부와,
    상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부에는 수평 방향으로 소정의 진동을 부여하는 가진 수단을 구비하고,
    상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부는 상기 땜납 볼 저류부로부터의 땜납 볼을 수취하는 땜납 볼 공급부와, 상기 땜납 볼 공급부의 땜납 볼 흔들어 뽑기 입구를 둘러싸도록 설치되는 동시에 소정 간격으로 복수의 선재가 배열된 반 나선 형상의 선재와, 상기 반 나선 형상의 선재의 전후에 배열되어, 상기 땜납 볼을 상기 마스크의 개구부에 충전하기 위한 땜납 볼 충전 부재를 갖는 구성으로 한 것을 특징으로 하는, 땜납 볼 인쇄 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부는 상기 땜납 볼 충전 부재의 전후에 각각 위치하여, 상기 땜납 볼 충전 부재로 충전되지 않고 분산된 땜납 볼을 상기 땜납 볼 충전부 근방에 모으는 땜납 볼 회전 회수 기구를 더 갖는 것을 특징으로 하는, 땜납 볼 인쇄 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부는 상기 땜납 볼 공급부, 상기 땜납 볼 충전 부재 및 상기 땜납 볼 회전 회수 기구를 덮도록 헤드 외벽을 설치하여, 상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부를 밀폐형 헤드 구조로 한 것을 특징으로 하는, 땜납 볼 인쇄 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 헤드 외벽의 내측이며, 상기 땜납 볼 회전 회수 기구를 덮도록 스퀴지 커버가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 땜납 볼 인쇄 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이동 기구부는 땜납 볼 흔들어 뽑기부를 상하 이동하는 상하 구동 기구를 더 구비하고, 상기 상하 구동 기구로 땜납 볼 흔들어 뽑기부에 설치한 상기 반 나선 형상의 선재 및 상기 땜납 볼 충전 부재를 상기 마스크면에 압박하는 압박력을 작용시켜, 상기 반 나선 형상의 선재 및 상기 땜납 볼 충전 부재를 땜납 볼 흔들어 뽑기부의 이동 방향에 대해 소정의 압박력으로 접촉시키는 것을 특징으로 하는, 땜납 볼 인쇄 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 반 나선 형상의 선재 및 땜납 볼 충전부를 구성하는 선재는 소정 간격의 복수의 선재로 구성되고, 상기 선재는 두께 0.05 내지 0.1㎜의 강판이고, 상기 선재의 폭은 0.1㎜, 선재 간격은 0.1㎜ 내지 0.3㎜로 구성되고, 상기 선재는 상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부의 진행 방향에 직각인 방향에 대해 5도 내지 35도의 경사로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 땜납 볼 인쇄 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 땜납 볼 흔들어 뽑기부에 설치한 복수의 상기 땜납 볼 충전 부재의 선재의 경사 방향을 서로 역방향으로 되도록 설치하고 있는 것을 특징으로 하는, 땜납 볼 인쇄 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판을 고정하는 인쇄 테이블과, 상기 인쇄 테이블을 상기 기판 상의 전극 패턴과 상기 마스크의 전극 패턴을 인식하기 위한 상하 2시야 카메라와, 상기 2시야 카메라로 인식한 결과에 기초하여 상기 인쇄 테이블을 구동하여 위치 결정하기 위한 구동 장치와, 상기 기판이 상기 마스크에 접촉하도록 상기 인쇄 테이블을 상승시키는 구동 기구를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 땜납 볼 인쇄 장치.
  9. 기판과, 상기 기판 상의 전극에 땜납 볼 공급 헤드의 땜납 볼 저류부에 유지되어 있는 땜납 볼을, 땜납 볼 공급 헤드의 흔들어 뽑기부에 의해 마스크를 통해 인쇄하는 땜납 볼 인쇄 방법에 있어서,
    상기 땜납 볼 저류부로부터 소정량의 땜납 볼을 상기 땜납 볼 저류부로 수취하고, 수취한 상기 땜납 볼을 상기 마스크의 표면 상에 공급하는 공정과,
    상기 땜납 볼 저류부로부터 공급된 땜납 볼을, 땜납 볼 흔들어 뽑기부를 수평으로 가진함으로써 상기 마스크에 설치된 개구부로 분산하는 땜납 볼 분산 공정과,
    상기 땜납 볼 분산 공정에서 분산된 땜납 볼을 상기 마스크의 표면 상의 개구부에 충전하는 땜납 볼 충전 공정과,
    상기 땜납 볼 충전 공정에서 충전되지 않고 분산된 땜납 볼을 땜납 볼 공급부의 전후에 설치된 회전 회수 기구로 회수하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 땜납 볼 인쇄 방법.
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