TWI351905B - - Google Patents
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Description
1351905 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於焊球印刷裝置,特別是關於 於基板上之焊球印刷裝置。 【先前技術】 已知的印刷法,爲了以180〜150//m的節 )來形成焊球(直徑80〜lOOym),是用公知 網版印刷裝置印刷無鉛焊料後,進行熔焊而形成 版印刷裝置例如是具備:基板搬入輸送器、基板 器、具備昇降機構之印刷台、開口部具有轉印匱 '刮刀、具備刮刀昇降機構及水平方向移動機構 置、用來控制該等機構之控制裝置。 在從基板搬入輸送器將基板搬入裝置內部ί 暫時定位固定於印刷台,接著將基板和具有開[ 於電路圖案)的遮罩(網版)雙方的標記用攝| 修正雙方的偏差量以將基板對準於網版後,讓Ε 以使基板接觸網版,在網版和基板接觸的狀態-將無鉛焊料等的糊劑充塡於網版的開口部,接g 下降,使基板和網版分離(網版分離)以將糊| 板上,然後將基板從裝置搬出,藉此完成印刷。 另一種方法是焊球轉移法,係將焊球轉移3 穿設有微細孔之治具上而使其以既定節距整齊老 直接移載到基板上,接著進行熔焊。 焊球印刷
距(pitch 之高精度 焊球。網 搬出輸送 案之遮罩 之刮刀裝 ,將基板 部(對應 機辨識, 刷台上昇 藉由刮刀 讓印刷台 轉印於基 以闻精度 列,然後 -5- 1351905 又專利文獻1揭示出,讓遮罩擺動或振動以將焊球充 塡於既定開口的方法、藉由刷子的倂進運動進行充塡後實 施加熱之方法等等。又專利文獻2揭示出,將焊球裝載於 托盤上,用管子吸附來再度充塡於電極墊之方法。 〔專利文獻1〕日本特開2000-49183號公報 〔專利文獻2〕日本特開2003-309139號公報 【發明內容】 使用無鉛焊料之印刷法,其設備成本低且能一次形成 大量的凸塊(bump ),因此具有高產能、低製造成本的優 點。然而,由於印刷法難以確保轉印體積的均一性,因此 必須進行平坦化處理(flattering ),以將熔焊後的焊料凸 塊擠壓而使高度變得平坦化,因此存在著步驟數變多、設 備成本增加的問題。又隨著元件的高密度化,當進展到節 距150〜120# m之微細化的情形,印刷良率低而造成生產 性變差。 另一方面,焊球轉移法雖能確保焊球的分級精度而形 成具有穩定高度的凸塊,但必須藉由高精度的焊球吸附治 具並用機器人來批式充塡焊球,在微細化的情形,存在著 產距時間(tact )增加、治具設備價格高昂所造成之凸塊 形成成本增加等的問題。 此外,專利文獻1之讓網版擺動或振動以將焊球充塡 於既定開口的方法,隨著焊球粒徑變小,會發生粒子間的 凡得瓦力所造成之密合現象、靜電所造成之吸附現象,而 -6- 1351905 存在著無法充塡於遮罩開口部的問題。又同樣地,利用刮 刀和刷子的併進運動等來進行充塡時,也存在著同樣的問 題。 又在專利文獻2的方法’即使可以進行修補(repair )’但殘存助焊劑量變少的可能性極大,在批式熔焊時若 焊料之附著性(wetting )變差的情形,即使焊球熔融,仍 可能發生附著不良而造成電極墊部之焊接不完全。 本發明的目的是爲了提供一種焊球充塡用印刷裝置及 凸塊形成方法’在形成超微細節距的凸塊時,能像印刷法 般批式形成大量的凸塊,且能像焊球轉移法般形成穩定高 度的凸塊’又能進行低成本、高速、高效率的印刷暨充塡 而具有高生產性。 爲了達成上述目的,本發明之焊球印刷裝置,係具備 :在基板的電極墊上印刷助焊劑之助焊劑印刷部、對印刷 前述助焊劑後的電極上供應焊球之焊球充塡暨印刷部、檢 查印刷焊球後之基板狀態且對應於不良狀態來進行修補之 檢查暨修補部,而構成焊球印刷裝置;其特徵在於: 前述助焊劑印刷部係具備:對應於複數個電極墊的位 置而設置開口之網版、用來裝載並固定基板之載台、爲了 進行基板和網版的對準而對定位標記進行拍攝之定位用攝 影機、用來觀測印刷後的網版開口部的狀況之檢查用攝影 機、用來將網版開口部的堵塞或網版背面之助焊劑附著污 染予以清掃除去之清掃手段、將檢查用攝影機所拍攝的影 像和預先記錄的基準模型的畫面做比較以判斷印刷不良之 1351905 判定手段、根據判定手段的判定結果來決定是將基板送往 下個步驟或從生產線排除,在排除的情形會發生網版的清 掃指示之印刷不良發生手段》 又在設置於焊球充塡暨印刷部的印刷頭設置充塡單元 ,該充塡單元係具備:由框體、蓋、篩狀體所構成之焊球 盒、以和篩狀體隔著間隔的方式設於焊球盒的下部之狹縫 狀體;透過支承構件在蓋設置加振手段,該加振手段係用 來對篩狀體施加振動而使設於篩狀體的開口大小形成可變 以將焊球供應至狹縫狀體。 依據本發明,針對焊球充塡不良的重大原因之助焊劑 印刷不良,在前頭步驟就進行提早處理,因此能提昇生產 性。 又依據本發明,可提昇焊球充塡效率以縮短產距時間 並進行高充塡率之焊球充塡暨印刷,因此能提昇生產性。 又從助焊劑印刷〜焊球充塡〜檢查、修補爲止,可提 昇各裝置的運轉效率,可縮短產距時間,因此能以批式、 低成本、高速的方式穩定形成大量的焊料凸塊高度精度佳 之焊料凸塊。又裝置之構造簡單,而能降低設備成本。 【實施方式】 以下參照圖式來說明本發明的印刷裝置及凸塊形成方 法之較佳實施形態。 第1圖係顯示助焊劑印刷部及焊球充塡暨印刷部之印 刷步驟的槪要。第1 ( a )圖係顯示助焊劑印刷步驟,第1 -8- 1351905 (b )圖係顯示焊球充塡暨印刷的狀態。 第1 (a)圖’係在設有開口部(對應於預先設定於基 板21之電極塾22的形狀)的網版20上,裝載助焊劑, 藉由移動刮刀3來將既定量的助焊劑23印刷於基板21的 電極墊22上。 在本實施例,網版20是助焊劑印刷用的網版,爲了 保障高精度的圖案位置精度’係使用加成法所製成之金屬 網版。刮刀3,是使用方刮刀、劍刮刀、平刮刀中之任— 者。按照助焊劑2 3的黏度、觸變性來設定刮刀間隙、印 壓、刮刀速度,以進行印刷動作。 若助焊劑23的印刷量過少,在充塡焊球24時,焊球 無法附著在電極墊22上。又在焊球印刷後之後步驟的熔 焊時,會構成焊料附著不良的主要原因,無法形成形狀美 觀的焊料凸塊,也會構成焊料凸塊高度不良或焊料連接強 度不足的主要原因。 又若助焊劑23的量過多,在焊球充塡、印刷時,在 用來將焊球24供應到電極墊22上之網版20上所設置之 開口部等,可能會附著助焊劑23。若在網版開口部附著助 焊劑23,焊球24會附著於網版的開口,而造成無法轉印 在電極墊2 2上的問題。因此助焊劑印刷,就焊球充塡品 質而言乃影響最大的步驟。 接著,如第1(b)圖所示,在具備充塡單元60 (參 照第7圖)之焊球充塡暨印刷部,將焊球24充塡、印刷 於印刷助焊劑23後的基板21的電極墊22上。用來將焊 -9- 1351905 球24充塡於電極墊22之網版2 0b,爲了保障高精度的 案位置精度,係使用加成法所製作出之金屬網版。 該焊球充塡用的網版2 0b的材質,係使用可和裝載 板的磁鐵載台(印刷台1 〇 )進行磁性吸引之磁性體材料 以使基板2 1和網版20的間隙成爲〇,如此可避免焊球 鑽入基板21和網版20之間而發生剩餘焊球不良。 再者,在網版20b的背面(和基板21接觸側), 有樹脂製或金屬製之微小支柱20a,以在和剛印刷好助 劑23的基板21密合時,避免助焊劑23滲透到網版開 部周圍。藉此構成助焊劑23滲透液之釋放部。又,從 在起將網版20b和支柱20a的組合稱爲焊球印刷用的網 20 ° 爲了高精度地將焊球24供應至既定位置的電極墊 ,在基板21的四個角落設有定位標記(未圖示)。對 於設在基板21側之定位標記,在網版2 0側也設有定位 記。藉由CCD攝影機15 (參照第4圖)來視覺辨識該 定位標記’以網版20側的定位標記和基板2 1側的定位 記一致的方式實施高精度的對準。在本實施例的對準, 使裝載基板2 1之印刷台1 〇沿水平方向移動來進行。 當對準完成後,縮小基板21和網版2 0的間隔,使 版20接觸基板21後,讓充塡單元60動作,將焊球24 網版2 0的開口部供應至印刷助焊劑2 3後的基板2 1面 的電極墊22。在焊球供應用的充塡單元60 (參照第7 )的下部側,設有狹縫狀體63,藉由使充塡單元60進 圖 基 » 24 設 焊 □ 現 版 22 應 標 等 標 係 網 從 上 圖 行 -10- 1351905 擺動、前進動作,使焊球24滾動、振動,以將焊ΐ 塡至網版開口部。 第2圖係顯示焊球印刷裝置的一實施例。本圖 ,係將助焊劑印刷部、焊球充塡曁印刷部、檢查暨 都設成一體的裝置。各部位也能以單獨裝置的方式 。在本裝置,首先在助焊劑印刷部(網版印刷方式 助焊劑23印刷於基板上的各電極墊22。藉由搬送 (從助焊劑印刷部側看爲搬出輸送器,從焊球充塡 部側看爲搬入輸送器),在焊球充塡暨印刷部將焊 至電極墊(隔著助焊劑)。 助焊劑印刷部和焊球充塡暨印刷部之主要不同 刷頭部,助焊劑印刷部是採用刮刀構造,焊球充塡 部是由用來供應焊球之充塡單元所構成。檢查暨修 印刷頭部,是採用分配器型之吸引供應頭構造。在 修補部,由於不須使用網版,故並未設置網版安裝 框支座等。 第3圖係顯示本實施例的凸塊形成之流程圖。 搬入(STEP1 )後,在電極墊上印刷既定量的助 STEP2 )。接著,檢查印刷助焊劑後之網版的開口 STEP3)。檢查結果爲NG時,將基板搬出至NG 存部,用版下清掃裝置45自動實施清掃(STEP4 ) ’視需要來補充供應助焊劑。 NG基板,係和不實施焊球印刷以後的步驟之 號一起在後步驟的輸送器上待機並排出至生產線外 长24充 的裝置 修補部 來構成 ),將 輸送器 暨印刷 球供應 點在印 暨印刷 補部之 檢查暨 用的版 在基板 焊劑( 狀況( 基板儲 。然後 NG訊 。也能 -11 - 1351905 使用生產線上之NG基板儲存器等,用基板匣一倂排出。 NG基板在生產線外的步驟洗淨後’可再度使用於助焊劑 印刷。 接著,實施焊球充塡、印刷(STEP5 )。在焊球充塡 、印刷後,在進行網版分離後,從網版上方檢查網版開口 內之焊球充塡狀況(STEP6 )。檢查結果存在充塡不足部 位的情形,在進行網版分離前再度實施焊球充塡、印刷動 作(STEP7 )。藉此,可提昇焊球充塡率。 若STEP6結果OK,則實施網版分離(STEP8)。接 著,在焊球充塡後,用檢查暨修補裝置來檢查充塡狀況( STEP9 )。充塡狀況檢查NG的情形,在供應助焊劑後, 對NG點之電極墊部再度供應焊球(STEP1 0 )。充塡狀況 檢查爲〇Κ的情形,用熔焊裝置將焊球再度熔融,藉此完 成焊料凸塊。 第4圖係顯示本發明的網版印刷裝置(主要爲助焊劑 印刷部)的槪略構造。第4 ( a )圖係從網版印刷裝置的正 面觀察的構造,第4(b)圖係顯示系統構造圖。又第5( a )( b )圖係網版印刷裝置的說明圖。 本體框1上設有未圖示的版框支座,在版框支座安裝 遮罩(將開口部設有印刷圖案之網版20張設於版框20c ( 參照第6圖)而構成)。在本圖,在網版20的上方,配 置著設有刮刀3的印刷頭2。 在助焊劑印刷部的情形,是在印刷頭2裝設聚胺酯製 的刮刀3。在焊球充塡曁印刷部的情形,在印刷頭2,是 -12- 1351905 取代刮刀3而裝設狹縫狀體63等所構成之充塡單元60。 印刷頭2 ’係藉由印刷頭移動機構6來沿水平方向移動, 藉由印刷頭昇降機構4來上下移動。在將刮刀3置換成充 塡單元60時,充塡單元60是藉由印刷頭昇降機構4進行 上下移動。 在網版20的下方,以和網版20相對向的方式,設有 印刷台1 〇 (用來裝載並保持作爲印刷對象物之基板2 1 ) 。該印刷台1 〇係具備:使基板21沿水平方向(XY 0方 向)移動以和網版20進行對準之ΧΥ β載台1 1 ;從搬入 輸送器25接收基板21,且讓基板21接近或接觸網版20 面之載台昇降機構12。 設置在印刷台1 0上面的基板接收輸送器26,可在印 刷台10上接收藉由基板搬入輸送器25搬入之基板21,又 能在印刷終了時將基板2 1排出至基板搬出輸送器27。 網版印刷裝置係具備將網版20和基板21自動對準的 功能。亦即,藉由CCD攝影機15來拍攝分別設於網版20 和基板21上的對準用標記,經影像處理求出位置偏差量 ,以校正該偏差量的方式驅動ΧΥ0載台11而進行對準。 此外,在印刷機本體框的內部設置印刷機控制部3 0, 其具備:網版分離控制部39、各部的驅動控制部等所構成 之印刷控制部36、用來處理來自CCD攝影機15的影像訊 號之影像輸入部3 7。又在印刷機的外側設置:用來改寫控 制用資料或變更印刷條件等之資料輸入部5 0、用來監視印 刷狀況等和所取得的辨識標記之顯示部4 〇。
< S -13- 1351905 印刷機控制部30係具備用來控制充塡單元60 控制部3 6,依照所生產的凸塊節距、焊球粒徑及所 金屬遮罩種類,可簡單地選定適當的充塡印刷模式 又具備:按照輸入影像來計算相關値之相關値 31、根據所取得的影像和資料庫38的資料來求出 形狀推定部32、求出位置座標位置之位置座標運3 、尺寸計算部34 ;根據CCD攝影機15所拍攝的資 照設於基板21和網版20之位置辨識標記來求出位 量。根據XY 0台控制部的指令來驅動XY 0台1 1 對準。 接著以焊球充塡暨印刷部爲例來說明印刷裝置 。形成有焊料凸塊的基板21,藉由基板搬入輸送器 應給基板接收輸送器26。當基板2 1搬送至印刷台 置時,印刷台10會上昇,而從基板接收輸送器26 21交接給印刷台10上。交接給印刷台10之基板 固定於印刷台1 〇的既定位置。將基板2 1固定後, 攝影機15移動至預先設定之基板標記位置。其狀 於第5 ( a)圖。 接著,CCD攝影機15拍攝設於基板21及網助 位置辨識用標記(未圖示),傳送至印刷機控制部 印刷機控制部內之影像輸入部3 7,根據影像資料來 版20和基板2 1的位置偏差量,印刷機控制部3 0 其結果來作動XY 0控制部3 5以移動印刷台1 〇, 正基板21的位置而使其對準網版20。 之印刷 使用的 〇 計算部 形狀之 家部33 料,按 置偏差 以進行 的動作 25供 10的位 將基板 21,係 將CCD 況顯示 i 20之 30。在 求出網 是根據 藉此修 -14- 1351905 對準動作完成後的狀況顯示於第5(b)圖。首先, CCD攝影機15退避既定量至不會和印刷台1〇干涉的位置 。當CCD攝影機15退避完成後,印刷台1〇會上昇,而 使基板21和遮罩20接觸。在該狀態下,讓印刷頭昇降機 構4動作’讓刮刀(圖中是顯示刮刀3,但在焊球充塡步 驟是成爲充塡單元60前端之狹縫狀體63)接觸網版面。 接著’邊將狹縫狀體63施加振動而使其擺動,邊旋轉驅 動印刷頭驅動用的馬達2g而使狹縫狀體63在網版面上水 平移動,藉此將焊球24從狹縫狀體63的開口透過設於網 版面的開口來充塡於基板21的電極墊22部。 印刷頭2,係沿水平方向移動一定距離的衝程後上昇 。接著,印刷台10下降,網版20和基板21分離,充塡 於網版20的開口部之焊球24轉印於基板2 1。然後,印刷 焊球24後之基板21經由基板搬出輸送器27送到下個步 驟。 又如前述般,在基板21和網版20上,是以相對向且 在同一部位的方式設置2個以上辨識對準用標記。藉由具 有上下方向2視野之特殊的CCD攝影機15,從下方辨識 網版20的標記,從上方辨識基板21的標記,讀取設於既 定部位的標記之位置座標,運算並修正基板21相對於網 版20之偏差量,藉此將基板21對準網版20。 第6圖係顯示印刷助焊劑後的網版之開口狀態。第6 (a)圖係顯示網版全體的形狀’第6(b)圖係顯示設置 1個電極群後之開口狀況’第6 ( c )係顯示印刷助焊劑後 < S ) -15- 1351905 之開口部的狀況。藉由設定成適當的網版間隙(網版和基 板的間隔)、印壓(刮刀在網版上的擠壓力)、刮刀速度 ,能將助焊劑23充分地充塡於網版20的開口 20k,在通 過刮刀3的同時使基板21和網版20分離,藉此能確實地 將助焊劑23轉印至基板21之電極墊22部。又網版20是 固定於版框20c。 受到網版印刷用的助焊劑23的黏度、觸變性、網版 20的開口 20k 口徑微細等的影響,印刷後之網版20的開 口 20k的狀況,在正常的印刷狀態下,在開口內並非完全 沒有助焊劑23的存在,而是會形成薄薄的皮膜。 基於助焊劑23之滲透、飛散、乾燥等的原因,網版 20的開口 20k可能會堵塞,或造成網版分離或轉印性變差 ,這時印刷結果變得不均一。此印刷狀態,即使不用確認 基板2 1,只要確認印刷用的網版20即可判斷是否合格。 圖6(c)的(1)是顯示網版開口部正常的狀態,(2)是 顯示發生局部堵塞的狀態,(3)是顯示全部都發生堵塞 的狀態。基板側之轉印量較多的部分,網版開口側之助焊 劑殘留量少;相反地,基板側之轉印量較少的部分,網版 開口側之助焊劑殘留量多。亦即基板2 1上的印刷狀態之 相反狀態,可從網版20側觀察。 網版2 0的開口狀態之合格判定係如下述般進行。用 CCD攝影機15拍攝網版20的開口狀態,將拍攝的影像經 由影像輸入部3 7送到印刷機控制部3 0。接著,將預先儲 存於資料庫38之網版20的開口狀態的基準模型影像和上 S ) -16- 1351905 述取得的網版20的開口狀態的影像做比較,在尺寸計算 部34進行「正常(0IC)」或「不良(NG)」的判定。判 定結果’ 「正常(OK)」代表網版開口部正常的狀態, 「不良(NG)」代表網版開口部發生局部堵塞的狀態, 或全部都堵塞的狀態。 在印刷助焊劑後,判定爲不良(NG )之網版20的開 口狀態顯示於第6(c)圖之(2)及(3) 。(2)代表印 刷不均一而產生斑點狀的圖案。利用黑白攝影機之圖案匹 配,即可簡單地進行判定》 另一方面,(3 )之N G的情形,未印刷到基板2 1而 殘留在網版20開口 20k的助焊劑23量很多。因此’助焊 劑殘留的程度依據色濃度的不同即可判定,所以藉由影像 處理之濃淡灰階模型進行比較即可簡單地判定。或是’使 用彩色攝影機進行色差比較等來進行判定也可以。 又,爲了用定位用的CCD攝影機15來確認網版20 開口部的狀況,係將光線從網版20的下部向上照射’用 配置於網版20上方的CCD攝影機進行確認’藉此取得穩 定的影像。也能將光線從網版20上方向下照射。由於 CCD攝影機15在上下都具有鏡頭(攝影部)’在當作拍 攝定位標記的定位用攝影機使用時,是運用向上和向下的 鏡頭;在當作觀測印刷後的網版20開口部的狀況之檢查 用攝影機使用時,是運用上部的鏡頭。
關於檢查網版20的狀態後之檢查結果’若網版開口 部的堵塞、或發生附著污染等而從尺寸計算部34發出NG -17- 1351905 訊號的情形,根據印刷機控制部3 0的指令而用印刷裝置 內的版下清掃裝置45 (參照第5圖)實施自動清掃,並可 按照需要來供應補充助焊劑23。又NG基板,是和不實施 焊球印刷以後的步驟之NG訊號一起,依據印刷機控制部 30的指令在後步驟的輸送器上待機,以排出生產線外。也 能使用生產線上的NG基板儲存器等,用基板匣一併排出 。NG基板在生產線外的步驟實施洗淨後,可再度使用於 助焊劑印刷。 第7圖係顯示焊球印刷頭(充塡單元60)的構造。充 塡單元60係具備:在由框體61和蓋64和篩狀體62所形 成的空間收納焊球24之焊球盒、與篩狀體62隔著間隔之 狹縫狀體63。篩狀體62,係對應於供應對象之焊球24的 直徑而具有網狀開口(或連續長方形的狹縫等)之極薄金 屬板。在篩狀體62的下部,配置狹縫狀體63,且讓狹縫 狀體63和網版20形成面接觸。 藉由未圖示之印刷頭昇降機構4,可微調狹縫狀體63 對網版20的接觸程度(間隙)。狹縫狀體63是使用磁性 體材料,係對應於供應對象之焊球24的直徑及網版20的 開口尺寸而具有網狀的開口(或連續長方形的狹縫等)之 極薄金屬板。 第8圖係顯示將篩狀體62 (設於焊球收納部之焊球盒 )在水平方向施加振動之水平振動機構。在蓋64的上部 設置支承構件70,該支承構件70在與焊球盒側面平行的 位置裝設加振手段6 5。依據此構造,從焊球盒側面側藉由 -18- 1351905 加振手段65施加振動,能對篩狀體62施加振動。藉由使 篩狀體62振動’會使設於篩狀體62之狹縫狀開口擴大成 比焊球24直徑更大。 藉此,收納於焊球盒的焊球24,可從篩狀體62的狹 縫部落至狹縫狀體63上。落至狹縫狀體63上的焊球24 的量、亦即焊球24的供應量,可改變加振手段65的加振 能量來做調整。 本圖所示的加振手段65,係使用氣旋式振動器,以數 位控制來微調壓縮氣體壓力,可控制其振動數。也能藉由 改變壓縮氣體流量來改變振動數。又篩狀體62及焊球盒 ,係藉由加振手段6 5對收納於焊球盒之焊球2 4賦予振動 ’而抵銷作用於焊球24間之凡得瓦力所產生之吸引力, 藉此讓焊球24分散。爲了避免因焊球24材料或生產環境 的溫度濕度的影響而使焊球供應量發生變化,可考慮生產 效率來調整前述分散效果。 第9圖係顯示充塡單元60的水平擺動機構。狹縫狀 體6 3是由磁性材料所形成。藉由使用磁性材料,利用內 設磁鐵之載台(印刷台10)的磁力,可將狹縫狀體63吸 附於磁性材料所形成的網版2 0。如第9圖所示,水平擺動 機構是採用以下構造。在支承構件70的上部設置線性導 件67,並設有具備線性導軌(用來導引前述線性導件67 移動)之充墳單元支承構件71。在充塡單元支承構件71 設置驅動用馬達68,又在該驅動用馬達的軸裝設偏芯凸輪 66’利用偏芯凸輪66之旋轉而使支承構件70在左右方向 -19- 1351905 移動。 亦即,水平方向之水平擺動機構,是藉由驅動用馬 68讓偏芯凸輪旋轉,而在任意的衝程量對狹縫狀體63 予擺動動作,因此在狹縫狀體63和網版20之間能以不 生間隙的方式確實地進行焊球24之滾動。又利用狹縫 體63的開口尺寸,能使焊球24確實地補滿狹縫狀體 的開口並進行高效率的充塡動作。網版20的擺動動作 周期速度,可控制驅動用馬達68的速度來任意地改變 可考慮生產線的均衡來設定焊球24的充塡產距時間。 ’可對應於焊球24材料的種類、網版24的開口、環境 件來調整周期速度,藉此來控制充塡率。 第10圖係顯示在充塡頭設置篦狀體的構造。藉由 塡單元60將焊球24供應至基板21上後,當網版20和 板21面分離時,亦即進行網版分離而將焊球轉印至基 上時’若在網版20的版面上有焊球24殘留時,焊球 會通過有網版20的開口而落至基板21上導致過剩焊球 良的原因。因此,本實施例是在充塡單元60的進行方 ’以和焊球盒隔著間隔的方式設置篦狀體69 (高度和狹 狀體63大致相同)。篦狀體69的前端極薄且硏磨成平 精度極高的狀態’以和網版2 0形成密合狀態,而避免 球20溢出至充塡單元60的外部。 又’篦狀體69是使用磁性體材料,和狹縫狀體63 樣的是利用磁力吸附於網版20,如此可避免焊球20溢 至充塡單元60的外部。此外’篦狀體69也能設置於焊 達 賦 發 狀 63 之 5 又 條 充 基 板 24 不 向 縫 坦 焊 同 出 球 -20- 1351905 盒的整個外周部。 第η圖係顯示在充塡單元部設置氣簾的構造。藉由 篦狀體69,能使網版20的版面上幾乎沒有焊球的殘留》 然而’起因於網版20的版面之微小移位,可能仍會有焊 球殘留。於是,在本實施例,爲了徹底解決過剩焊球造成 的不良影響,係設置有氣簾。亦即,在支承昇降機構4( 用來構成印刷頭2之上下移動馬達)的馬達支承構件設置 空氣噴出口 75,以在充塡單元的周圍形成氣簾。由未圖示 的壓縮空氣供應源將壓縮空氣供應至該噴出口 75。 利用該氣簾,在充塡單元朝基板端面方向移動時,藉 由壓縮空氣溢出的焊球朝充塡單元動作方向側推擠,而使 版面上不會發生焊球殘留。 第1 2圖係用來說明焊球印刷後的網版充塡狀態的檢 查。第12(a) (b)圖是和第6圖相同,在此省略其詳細 說明。 第12 ( c )圖的(1 )〜(3 )顯示焊球充塡、印刷後 之網版20上的焊球充塡狀態。(1 )是代表,在網版20 開口全部都充塡有焊球24的狀態。(2 )是代表焊球充塡 不完全的狀態。(3 )是代表’充塡時複數個焊球24彼此 吸附成雙焊球的狀態’或在網版的版面上殘留過剩焊球的 狀態。 在前述(2) (3)的狀態下進行網版分離時,即使將 基板送到後步驟仍會生產出不合格品。於是’在實施網版 分離之前,藉由檢查網版20的版面上的充塡狀況’再用 -21 - 1351905 充塡單元60重試充塡印刷動作,如此可將不合格品修正 爲良品。該檢查,可經由和良品模型比較之圖案匹配來進 行判定。在焊球充塡印刷後,用安裝於印刷頭側之線性感 測攝影機以區域爲單位進行批式辨識。判定爲NG時,再 度實施焊球充塡印刷。判定爲合格時,實施網版分離動作 後將基扳2 1排往後步驟。 第13圖係用來說明焊球充塡後在檢查修補部之修補 作業。第14圖係用來說明焊球充塡後之充塡不良狀況。 如第14圖所示,焊球充塡不良是包括:無焊球、雙焊球 、位置偏移焊球、變形焊球、過剩焊球等的不良模式。 在檢查修補部,首先,當焊球充塡印刷完成後,用 CCD攝影機來確認基板上的充塡狀況。若檢測出不良,求 出不良部位的位置座標。在發生雙焊球、位置偏移焊球、 變形焊球、過剩焊球等不良的情形,將真空吸附用嘴86 移動至焊球的位置,進行真空吸附而移動至不良焊球廢棄 站,並具備藉由解除真空而使焊球落下並廢棄之廢棄箱》 又在檢測出因焊球24的供應不足而未供應焊球之電 極墊部的情形,將收納於焊球收納部84之正常焊球24用 分配器87吸附,將吸附著焊球24之分配器87移動至助 焊劑供應部85內儲存的助焊劑23·,將焊球24浸漬於助焊 劑23中,藉此對焊球24添加助焊劑23。將吸附著焊球 24 (添加助焊劑23後)之分配器87移動至基板的缺陷部 ,將焊球供應至缺陷部而完成修補作業。 又,在前述的檢查,除了變形焊球、位置偏移焊球等 -22- 1351905 的不良焊球以外’都能利用上述修補作業來修復缺陷。 第15圖係顯示檢查修補裝置的槪略構造。在本圖, 檢查修補部是1個獨立的裝置。 搬入側輸送器88上的檢查對象基板82沿空白箭頭方 向搬送至檢查部輸送器90上。在檢查部輸送器90的上部 設有門型框80,在門型框80的搬入側輸送器88側,沿基 板搬送方向(空白箭頭方向)的垂直方向設置線性感測器 81。藉由該線性感測器81來檢測基板21的電極墊22上 所印刷的焊球24狀態。 在用來支承門型框80的一方足側設置有:用來收納 正常焊球之焊球收納部8 4、助焊劑供應部8 5。在另一方 足側設置廢棄箱。在門型框部設有:用來吸引除去不良焊 球之真空吸附嘴8 6 (可藉由線性馬達進行左右移動)、用 來修補基板上的缺陷之分配器87。真空吸附嘴86及分配 器8 7,可沿斜線箭頭方向移動。 檢查部輸送器90可沿空白箭頭方向往復移動。可對 應於基板的缺陷位置而使分配器或真空吸附嘴的位置對準 缺陷位置。檢查修補完成後的基板,被搬送輸送器89搬 出而送往熔焊裝置。依據上述構造,能用第14圖所說明 的動作來進行檢查修補。 依據上述構造所提供之印刷裝置,可將焊球正確地供 應至基板的電極墊部,且儘量防止不良品的發生。 【圖式簡單說明】 -23- 1351905 第〗(a) ( b )圖係顯示助焊劑印刷及焊球充塡印刷 ' 步驟的槪要。 ' 第2圖係顯示焊球印刷之凸塊形成裝置的一例。 第3圖係本實施形態的凸塊形成的流程圖。 第4(a) (b)圖係顯示網版印刷裝置的槪略構造。 第5 ( a )( b )圖係網版印刷裝置的動作說明圖。 第6 ( a ) ( b ) ( c )圖係顯示網版印刷後的網版的開 口狀態。 第7圖係顯示焊球印刷頭的構造。 第8圖係顯示焊球收納部篩狀體的水平振動機構。 第9圖係顯示焊球印刷頭的水平擺動機構。 ' 第1 〇圖係焊球印刷頭用篦狀體的說明圖。 第1 1圖係焊球印刷頭用氣簾之說明圖。 第12(a) ( b ) ( c )圖焊球印刷後的網版狀態例的 說明圖。 • 第13圖係焊球的修補之說明圖。 第1 4圖係焊球印刷不良的狀況之說明圖。 -* 第15圖係檢査修補裝置的槪要說明圖。 t主要元件符號說明】 1 :印刷機 2 :印刷頭 3 :刮刀 1 0 :印刷台
c S -24- 1351905 :ΧΥ 0 台 :攝影機 :網版 :基板 :印刷機控制部 :尺寸計算部 :清掃裝置 :充塡單元 :狹縫狀體 =加振手段 :篦狀體 -25-
Claims (1)
1351905 第097109091號專利申請案中文申請專利範圍修正本 民國100年7月 28 _B修正 申請專利範圍 年月日修(之)正替换司 1. 一種焊球印刷裝置,係k備:在基板的電極墊上 印刷助焊劑之助焊劑印刷部、對印刷前述助焊劑後的電極 上供應焊球之焊球充塡暨印刷部、檢查印刷焊球後之基板 狀態且對應於不良狀態來進行修補之檢查暨修補部,而構 成焊球印刷裝置;其特徵在於: 前述助焊劑印刷部係具備:對應於複數個電極墊的位 置而設置開口之網版、用來裝載並固定前述基板之載台、 爲了進行基板和網版的對準而對定位標記進行拍攝之定位 用攝影機、用來觀測印刷後的網版開口部的狀況之檢查用 攝影機、用來將網版開口部的堵塞或網版背面之助焊劑附 著污染予以清掃除去之清掃手段、將前述檢查用攝影機所 拍攝的影像和預先記錄的基準模型的畫面做比較以判斷印 刷不良之判定手段、根據前述判定手段的判定結果來決定 是將基板送往下個步驟或從生產線排除,在排除的情形會 發生網版的清掃指示之印刷不良發生手段; 在印刷前述助焊劑後,在焊球充塡暨印刷部,在對充 塡單元施加振動的狀態下,使充塡單元於在與電極墊相同 的位置設有開口部之網版上沿水平方向移動,藉此將焊球 充塡於電極墊的助焊劑上。 2· 一種焊球印刷裝置,係具備:在基板的電極墊上 印刷助焊劑之助焊劑印刷部、對印刷前述助焊劑後的電極 S 1351905 上供應焊球之焊球充塡暨印刷部、檢查印刷焊 狀態且對應於不良狀態來進行修補之檢查暨修 成焊球印刷裝置;其特徵在於: 在設置於前述焊球充塡暨印刷部的印刷頭 單元; 前述充塡單元係具備:由框體和蓋和篩狀 焊球盒、以和前述篩狀體隔著間隔的方式設於 的下部之狹縫狀體; 透過支承構件在前述蓋設置加振手段,該 用來對前述篩狀體施加振動而使設於篩狀體的 成可變以將焊球供應至狹縫狀體; 從前述狹縫狀體透過網版將焊球供應至基 墊上。 3 .如申請專利範圍第2項記載之焊球印 中,在前述充塡單元的焊球盒周圍具備磁性體 之篦狀體。 4.如申請專利範圍第3項記載之焊球印 中,在前述充塡單元設置壓縮空氣的噴出口, 球盒的周圍形成氣簾。 5 .如申請專利範圍第1項記載之焊球印 中,在前述焊球充墳暨印刷部設置焊球充塡狀 ,以在對基板上的電極墊供應焊球後、進行網 離動作之前,對網版開口部之焊球充塡印刷狀 確認。 ——. . ·.... 球後之基板 補部,而構 上設置充塡 體所構成之 前述焊球盒 加振手段係 開口大小形 板上的電極 刷裝置,其 材料所構成 刷裝置,其 以在前述焊 刷裝置,其 態確認手段 版的網版分 況實施檢查
-2 - S 1351905 • · 中 y 6.如申請專利範圍第4項記載之焊球印刷裝置,其 前述檢查暨修補部係具備:用來檢查確認焊球充塡狀 態之焊球確認手段、在未充塡焊球之電極墊上再度充塡焊 球之修補手段、將電極墊以外的部位之焊球和存在於電極 墊上之2個以上的焊球和球徑比既定尺寸大或小的焊球予 以吸附除去之除去手段》
-3-
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