200930192 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關在基板上形成焊料凸塊之印刷裝置，尤 其是利用薄片狀構件爲遮罩而進行印刷之印刷系統。 【先前技術】 . 先前在特開平9- 1 1 6257號公報中揭示，在薄片狀構 U 件上形成圖案（pattern )，並在薄片上載置與所形成的圖 案相同的圖案之遮罩用薄片，由遮罩用薄片上部將焊膏塡 充於薄片狀構件，並在取走遮罩用薄片後，將塡充過焊膏 之薄片狀構件定位載置於基板表面，然後於圓滑熱處理 (reflow)後，去除薄片俾在基板表面形成企望圖案之焊 膏凸塊（bump )。 在上述先前技術中，必須要有與薄片狀構件相同圖案 形狀之遮罩用薄片。另外，在將焊膏塡充於形成在薄片狀 @ 構件之開口部後，爲了去除遮罩用薄片而載置於基板上， 必須在薄片狀構件之開口部充分塡充焊膏，以免流出。此 -外，由於圓滑熱處理後，可以由電路基板剝離薄片清除， ，因此薄片的殘渣有可能殘留於基板側而引起接觸不良等之 虞，所以必須想辦法清除薄片以免發生殘渣。 【發明內容】 本發明之目的係在利用薄片狀構件代替金屬遮罩以形 成焊膏凸塊時，可以用較少材料與工程形成焊膏凸塊，同 -5- 200930192 時在圓滑熱處理後可以由基板清除以免發生薄片狀構件之 殘渣。 本薄片印刷系統之構成包括：在塗敷焊膏的基板表面 黏貼薄片狀構件之黏貼部；在薄片狀構件形成用於塗敷焊 膏之開口圖案之圖案製作部；在設有形成有開口圖案之薄 ' 片狀構件之基板上印刷焊膏之印刷部，將印刷有焊膏之基 • 板加熱俾使焊膏黏合於基板表面之圓滑熱處理爐；以及利 Φ 用特定溫度之剝離液由黏合有焊膏之基板表面去除薄片狀 構件之薄片剝離裝置。 尤其是，薄片剝離裝置之構成設有：將剝離液保持於 特定溫度而儲存之剝離液槽，以及對被浸漬於剝離液槽之 基板勁吹特定溫度之剝離液以清除之噴吹機構者。 由於設成在印刷對象之基板表面黏貼薄片狀構件後， 在薄片狀構件設置開口，然後透過遮罩利用印刷部對薄片 開口圖案供應焊膏之構造，所以可以利用壓漿輥印刷法對 Ο 密集的開口圖案進行高精密度的印刷。 另外，圓滑熱處理後，雖必須剝離使用於印刷之薄片 ' (薄膜），但是由於設有在其剝離時將基板浸漬於保持在 ‘ 特定溫度範圍之剝離液後，將保持於相同溫度範圍之剝離 液以特定之勁吹壓力勁吹的噴吹機構，俾將薄片清除至不 留殘渣，因此可以防止絶緣不良等之發生而形成良好的焊 膏凸塊。 【實施方式】 -6 - 200930192 圖1爲表示薄片印刷系統之整體概括構成。 本系統如圖所示，包括下列裝置：薄膜黏貼裝置 200，用於黏貼薄片狀構件20 (有時另稱薄膜）於對象印 刷物之基板1 4之印刷面；圖案製作裝置3 00，利用雷射光 或曝光法在黏貼薄片表面實施要印刷的圖案的穿孔加工； - 洗淨裝置400，用於清除實施過穿孔加工之薄片上的殘 • 渣；印刷裝置500，具備設有大致上與基板表面相同或稍 @ 小的開口之遮罩，並藉由遮罩上面移動壓漿輥由遮罩開口 部透過設置於薄片表面（薄膜表面）之圖案開口部將焊膏 供應至基板表面；圓滑熱處理裝置（圓滑熱處理爐） 600，將印刷焊膏之基板搬入以熔解焊膏俾黏合於基板表 面；以及薄膜剝離裝置700，由被黏合焊膏的基板表面剝 離薄片狀構件20。另外，各裝置間係以基板搬送皮帶相連 接。此外，雖然沒有圖示，另裝設有控制系統整體動作之 主控制裝置，以及用於控制各裝置內之動作之控制機構。 Q 再者，當然設置於主控制裝置與各裝置之控制機構係以訊 號線結合起來。 - 圖2爲表示在基板上黏貼薄膜（薄片狀構件）之薄片 . 黏貼裝置之一例。在圖2中，薄膜_ (film roll) 1係由 表面薄膜2，抗蝕劑，底膜（base film)之三層薄膜20所 形成，由內側捲繞由表面薄膜2，抗蝕劑，基膜之順序所 形成者。另外，薄膜20係一種析像度高，而且爲耐熱 性，剝離性高的光敏性薄膜。另外，薄膜2 0之厚度係隨 著所形成之焊膏凸塊之高度而變，惟通常使用20至100 -7- 200930192 /z m的薄膜。 爲將薄膜20由薄膜輥1搬送至搬送面’在薄膜輕1 下側設有導輥（guide roll) 3。利用該導輕3剝離表面薄 膜2。被剝離之表面薄膜2在構造上會被隣接設置於薄膜 輥1的捲取輥4捲取。 ' 在薄膜輥1與捲取輥4之驅動部設有依據薄膜20剩 . 餘量調節力拒（torque )之功能（未圖示），藉此’可以 φ 保持薄膜20之固定張力以供搬送。 在導輥3下側設有前端部保持構件5與後端保持構件 6以吸引吸附薄膜20之前端部之特定區域或後端部之特定 區域。在前端部保持構件5之內部設有真空室，上面設有 吸附孔。真空室被連接到未圖示之真空泵。藉由驅動真空 泵，在前端保持構件5上面吸引吸附薄膜前端。亦即，利 用真空吸附機構保持，以及利用與伺服馬達直接耦合的圓 頭螺栓（ball screw) 10支撐於可動部11之前端保持構件 φ 5可以移動於左右方向（薄膜搬送方向）。再者，藉由連 接到可動部1 1之氣缸（air cylinder ) 7，可將薄膜20之 - 前端搬送至與構成壓焊部之一對壓焊輥（層壓輥 „ (lamination roll 13))之中的一方之壓焊輕相隣接的位 置。 後端保持構件6也如同前端保持構件5在內部設有真 空室，上面設有吸附孔。另外，在寬度方向設有槽，也充 當以刀具等在寬度方向切斷薄膜20時之刀具托架。此 外，也可以利用可動部1 1正確地搬送薄膜20。另外，藉 -8- 200930192 由驅動裝設於可動部11之轉動裝置（rotary actuator)以 旋轉連結構件12可以使後端保持構件6由薄膜搬送面迴 避至下側。 刀具機構8係設置於後端保持構件6之上側，而設成 可以用無桿氣缸（rodless cylin-der)等移動於寬度方向。 ' 藉此可以將薄膜20切斷於寬度方向。 - 層壓輥13係以金屬製輥與以耐熱性優異的橡膠（矽 0 膠等）將其外周側被覆厚度1.2mm左右之構造。另外，金 屬製輥的中心軸側具備筒狀加熱器，該加熱器外周形成有 封入水或油等之液體的外套（jacket)於同心圓上。藉由 通電加熱加熱器以加熱外周側之外套，可以將整個輥均勻 加熱。另外，構造上，層壓輥1 3係利用靜電吸附保持薄 膜’惟若在被覆外周的橡膠使用矽膠時電阻會變大，但是 由於厚度薄到1.2mm左右，所以在靜電吸附上沒有問題。 另外，若使用具耐熱性之導電橡膠時，靜電吸附效果將大 ❹ 爲提升自不待言。 此外’一對層壓輥13係配置成可將以搬送輥15搬送 - 過來的基板14由上下方向夾持。另外，各層壓輥13藉由 - 驅動未圖示之被連結氣缸而被上下方向移動。此外，層壓 輥13之金屬部分被接地。 其次’說明本實施例之薄膜黏貼操作。 首先’爲準備進行薄膜黏貼操作，以手工由薄膜輥1 拉出薄片20交給導輥3以剝離表面薄膜2。剝離之表面薄 膜2被捲繞在捲取輥4。剩下的薄膜20被拉出至後端保持 -9- 200930192 構件6之前端而被吸引吸附於前端保持構件5與後端保 構件6上面。 此時，啓動設置於薄膜輥1與捲取輥4之驅動手段 馬達，使成固定的張力作用於薄膜20之狀態。在上述 態下，將後端保持構件6之槽部分配置於刀具機構8之 刃通過處，並將刀具機構8移動於寬度方向以切斷薄 20。切斷作業一結束，即停止吸附薄膜20之後端保持 件6之吸引吸附，並捨棄薄膜20之切端。此時，在前 保持構件5，有薄膜20之前端部以由前端保持構件5之 端部露出約10mm之狀態吸引吸附薄膜20。薄膜黏貼操 的準備於焉完成。 在完成準備的狀態中，位於基板搬送面上下的層壓 1 3皆上升，而以設置於內部之加熱器加熱的狀態旋轉於 板之搬送方向。另外，在下側的層壓輥1 3上面係位於 板搬送面俾可以搬送基板14。 首先，操作伺服馬達9以將可動部1 1移動到層壓 1 3附近，並驅動設置於後端保持構件6之轉動裝置以旋 連結構件12，使後端保持構件6迴避至薄膜搬送面更 側。然後啓動氣缸7以移動前端保持構件5使薄片20 前端位於層壓輥13上面中央附近。薄片20來到上述位 時，由靜電產生用電源17對電極16施加高電壓。此時 薄膜20之前端部係位於電極16與層壓輥13之間。 此，由前端保持構件5露出之薄膜前端部分被帶電，而 接地的層壓輥13所吸附。層壓輥13係旋轉於基板搬送 持 之 狀 刀 膜 構 端 、* -刖 作 輥 基 基 輥 轉 下 之 置 > 因 被 方 -10- 200930192 向，而將吸附的薄膜20搬送至下側（基板側）。此時， 藉由解除前端保持構件5的吸引吸附，薄膜20即與層壓 輥13的旋轉一起搬送至基板側。將薄膜20交接至層壓輥 13之前端保持構件5使氣缸7與可動部11操作而返回到 導輥3的下側位置。然後，迴避中的後端保持構件6也驅 動轉動裝置以旋轉連結構件 12而返回薄片搬送面的位 置。 薄片20被搬送到層壓輥13下方（與搬送過來之基板 14表面接觸之位置）時，即停止層壓輥13之旋轉。而將 位於前端保持構件5與後端保持構件6上側之薄膜20分 別吸引吸附而保持於保持構件，並驅動刀具機構8將薄膜 20切斷於寬度方向。此時，爲了使所切斷之薄膜20之長 度成爲黏貼於基板14之長度，而調整刀具機構8之位置 與後端保持構件6之位置。另外也可以不停止層壓輥13 之旋轉，而使刀具機構8,前端保持構件5與後端保持構 件6與薄片20之搬送同步俾將薄片20吸附保持來切斷。 基板14係以搬送輥15搬送至薄膜黏貼位置。基板14 到達薄膜黏貼位置時，下側的層壓輥1 3直接使上側之層 壓輥1 3下降（接近下側層壓輥1 3 )而開始將薄膜20熱壓 接於基板14。此時，薄片20係與基板14 —起以層壓輥 13搬送，惟爲使與薄膜20之搬送同步將後端保持構件6 移動至層壓輥1 3側，可以將張力設成固定。 隨著層壓輥13的旋轉，薄片20繼續被熱壓接於基板 14，並在吸附薄膜20的後端保持構件6到達層壓輥13附 -11 - 200930192 近時，如同由前端保持構件5將薄膜前端交接予層壓 13，藉由靜電產生裝置17對電極16施加高壓，使位於 極16下部之薄膜後端帶電而靜電吸附於層壓輥13» 薄膜20後端完全交接予層壓輥13後，解除後端保 構件6之吸引吸附力，並使連結構件12旋轉而迴避至 • 側。然後前端保持構件5以將下一個薄膜前端保持吸引 . 附之狀態直接移動至層壓輥1 3附近。 φ 因爲薄片2 0後端被靜電吸附於層壓輥1 3，所以可 熱壓接於基板14而不向基板14垂下，皺紋，氣泡等絶 混入黏貼部分。 另外，在黏貼時，薄膜20成爲底膜（base film ) 抗蝕層之雙層構造，搬送系統被構成抗蝕劑面變成與基 1 4相對之面。亦即，底膜側被靜電吸附於層壓輥1 3而 繞。捲繞薄膜20時，層壓輥13被加熱，藉由該熱薄膜 也被加熱。因此，底膜上的抗蝕劑被熔解，而成爲具有 Q 度黏性之狀態。藉由層壓輥13將薄膜20熱壓接於基板 上，薄膜20被黏合於基板14。此時，薄膜20與基板 - 之黏合力大於作用於薄片20與層壓輥13之間的靜電吸 . 力’因此薄片20可以簡單地由層壓輥13剝離。 將薄膜整面熱壓接於基板14後，上側的層壓輥13 升，而由前端吸附構件5交接下一枚薄膜。 將薄膜前端交接予層壓輥13之後，前端保持構件 會移動至導輥3之下側。然後，迴避中的後端保持構件 也返回至薄膜搬送面之位置，而完成一連串之黏貼操作， 輥 電 持 下 吸 以 不 與 板 捲 20 適 14 14 附 上 -12- 6 200930192 另外’爲將薄膜20交接予層壓輥13，也可以使薄膜 整面帶靜電而吸附於層壓輥13而不必靜電吸附薄膜20之 前端部與後端部。 此外，如同將薄膜20吸附於層壓輥13之手段一樣， 也可以將前端保持構件5與後端保持構件6之薄膜保持機 ' 構利用靜電吸附保持機構代替真空吸附機構，來保持薄膜 20 〇 U 黏貼有薄膜20之基板通過搬送輥或搬送皮帶所構成 之搬送路上而被送到圖案製作裝置300。圖3表示圖案形 成部之槪略構成。在圖案製作裝置3 00的基板台31上載 置基板14，而以定位攝影機34拍攝定位記號32以進行定 位。本圖例示定位記號設置於四角形狀之4個角隅之情 形。該定位記號之形成位置只要在印刷區域外隨處皆可。 定位結束後，對準事先設定的開口圖案使圖案形成用頭33 操作，並照射雷射光俾在薄膜20上形成企望之圖案（開 〇 口圖案）。另外，要設置開口圖案於薄膜狀構件的雷射光 在圖中設成一條雷射光，惟也可以設成利用多條平行光之 - 構造。此外，圖案形成用頭34雖未圖示，但是係在基板 . 表面酌留間隔裝設於可動式門型的支撐構件上成可移動於 XY方向。 在薄膜20上形成有圖案之基板14通過輥或搬送皮帶 上而被送到洗淨裝置400。在洗淨裝置400時，未圖示之 用於檢測基板之搬入之檢測器一檢測出基板之搬入時，由 洗淨液噴射部3 5從斜上方向對薄膜20表面噴射洗淨液沖 -13- 200930192 洗過剩之薄片構件（利用雷射加工開設之開 渣）。沖洗殘渣等之後，以未圖示之乾燥器乾燥 雖未圖示，但是在洗淨裝置400下部設有收集洗 廢液而排出之液體排出機構。 然後，基板被搬送到印刷裝置5 0 0。圖4表 置之槪略構成圖。在薄膜20形成有開口圖案23 . 由搬入用皮帶輸送器25搬送到設置於印刷裝置 φ 50之某一基板接受輸送帶26上。當基板到達基 送帶26之台50上時，基板接受輸送帶26即停 50藉使台上機構57操作而上升’並載置於台50 後，驅動ΧΥΘ台56定位後’操作未圖示之真空 等吸附手段以將基板固定於台面。 台50上部設有遮罩51，在更上面設有可向 方向（或Y方向）移動之壓漿輥52。該使用之短 符合基板1 4之形狀而設有四角的開口者’而非 ❸ 置於孔版印刷（screen printing )的遮罩一般有 開口者。如此設置遮罩的理由係：不在薄膜表面 的焊膏，而在遮罩表面載置未使用完之焊膏以供 . 板之焊膏塗敷之用。因此，本圖中雖僅圖示一 52，惟也可以爲來回操作而呈現爲雙壓漿輥 squeeze)的構造。 在台50表面載置並固定基板時，即將台50 定成遮罩51表面與基板14之薄膜20之表面大 一水平位置。本實施例之遮罩5 1如上所述，與 口部的殘 。另外， 淨液做爲 示印刷裝 之基板14 5 00之台 板接受輸 止，而台 上面。然 吸附機構 上下及X ξ罩51係 如通常設 塗敷焊膏 殘留多餘 下一個基 個壓漿輥 (double 上升並設 致位於同 基板尺寸 -14- 200930192 相符之四角形開口被設成與基板尺寸大致相同’或較基 尺寸稍少。在該開口部內，設置於薄膜20之開口圖案 完全放進內部之狀態。然後，操作壓漿輥上下機構53 降下壓漿輥52，一邊將供應予壓漿輥52下端部之焊膏 充於薄片20之開口部，一邊操作壓漿輥移動機構俾移 " 至X方向。 . 藉將壓漿輥移動至X方向，並透過設置於薄膜20 φ 開口圖案，將焊膏40塗敷於基板14表面。本實施例中 焊膏中使用水溶性焊料。先前之焊料含有熔劑（flux ) —的松脂（rosin )。該項松脂在圓滑熱處理（reflow ) 之薄膜剝離裝置剝離（溶解）薄膜時，成爲殘渣而妨礙 好凸塊之形成。然後，操作壓漿輥上下機構5 3以升高 漿輥52，同時，使載置基板14之台50下降俾使遮罩面 開基板表面。然後，再降下台50，將基板交接予基板接 輸送帶26上。然後操作基板接受輸送帶26與基板排出 φ 送帶27俾將基板搬送至圓滑熱處理裝置600。 在圓滑熱處理裝置600使設置於爐內之加熱機構 - 操作俾將基板表面加熱至約2 5 0 °C以熔解焊膏而黏合於 . 板1 4表面。另外，薄膜20係以不能以該溫度熔解的構 來形成。 圓滑熱處理一結束，基板14即被搬送至薄膜剝離 7〇〇’設置有開口之薄膜20在此被由基板14表面剝離 圖5圖示剝離部之構造。本實施例之剝離部7首先將基 浸漬於裝滿剝離液之剝離液浸漬部（剝離液槽）70。剝 板 呈 以 塡 動 之 ， 之 後 良 壓 離 受 輸 60 基 件 部 〇 板 離 -15- 200930192 液中係使用含有2至8 %的氫氧化鈉之溶液。在該剝離液 槽中，爲保持剝離液於特定之溫度範圍（40至70 °C )， 俾使剝離效果發揮至最大，而備有加熱器65與溫度計 72。另外，爲浸漬基板，接受被皮帶輸送帶76搬送過來 的基板14，並設有移動至剝離液中之上下動台77。用於 驅動上下動台之驅動機構係配置於剝離液槽之外側。浸漬 於該剝離液槽70內之薄膜20會被溶化成容易由基板分 離。然後，設有對基板14表面由上部整面勁吹剝離液 (與剝離槽中所使用者相同）以溶解與清除殘渣之噴吹 機構75。該項勁吹剝離液之噴射壓爲0.1至〇.3MPa，剝 離液之溫度雖然未詳細圖示，但是爲了保持與上述剝離液 槽70內之剝離液大致相同之溫度範圍（40至70°C )，在 對噴吹機構7 5供應剝離液之供應槽側設置有加熱器與溫 度計。 另外，雖然在圖1中未圖示，但是設有以該薄片剝離 部7 0 0剝離薄膜後，用於沖洗剝離液之洗淨部。 此外，在上述說明中，係利用溶劑於薄膜之熔解加以 說明，惟也可以使用照射光的熔解方法，或勁吹熱風的熔 解方法以代替熔劑自不待言。 如上所述，本發明的薄片印刷系統由於設成在塗敷焊 膏的基板表面黏貼薄片狀構件，然後，藉由曝光等對薄狀 構件實施塗敷焊膏之穿孔加工，俾由薄片上部塗敷焊膏， 因此縱使基板的焊膏塗敷位置等變動，也可以只要改變曝 光位置來對應’因此免除先前的更換遮罩等之麻煩而可以 -16- 200930192 簡單地對應。此外’只要變化薄片構件之厚度即可簡單變 化塗敷焊膏之量’可以進行符合用途之焊膏塗敷。 【圖式簡單說明】 圖1爲表示薄片印刷系統之整體構成之圖。 圖2爲表示薄片黏貼機構之構造之圖。 圖3爲曝光機構之槪略構成圖。 圖4爲印刷裝置之槪略構成圖。 圖5爲薄膜剝離裝置之槪略構成圖。 【主要元件符號說明】 14 :基板 20 :薄片狀構件 2 0 0 :黏貼裝置 300 :圖案製作裝置 Q 400 :洗淨裝置 5 0 0 :印刷裝置 - 600 :圓滑熱處理 . 700 :薄膜剝離裝置 1 :薄膜輥 2 :表面薄膜 3 :導軌 4 :捲取輥 5 :前端保持構件 -17- 200930192 9 :伺服馬達 1 〇 :圓頭螺栓 6 :後端保持構件 1 1 :可動部 1 3 :層壓輥 — 8 :刀具機構 - 1 5 :搬送輥 ❿ 1 6 :電極 17:靜電產生用電源 1 2 :連結材料 3 1 .基板台 3 2 :記號 3 3 :圖案形成用頭 3 4 :攝影機 3 5 :洗淨液噴射部 φ 23 :開口圖案 26 :基板接受輸送帶 ' 50 :台 5 7 :台上機構 5 1 :遮罩 52 :壓漿輥 40 :焊膏 6 〇 :加熱機構 6 5 :加熱器 -18 200930192 76 =皮帶輸送帶 77 :上下動台 75 :噴射機構 56 :台 53 :壓漿輥 27 :基板排出輸送器 . 7 ： 剝離部 Ο 70 :剝離液槽 〇 -19