WO2006004000A1 - 導電性ボールの搭載方法および装置 - Google Patents

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WO2006004000A1
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mask
head
area
conductive balls
substrate
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PCT/JP2005/012095
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Toru Nebashi
Shigeaki Kawakami
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Athlete Fa Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for attaching a conductive ball to a predetermined position of a substrate.
  • Solder balls are used to obtain electrical connections when mounting semiconductor devices or optical devices such as LSI (Large Scale Integration) and LCD (Liquid Crystal Display).
  • semiconductor devices or optical devices such as LSI (Large Scale Integration) and LCD (Liquid Crystal Display).
  • LSI Large Scale Integration
  • LCD Liquid Crystal Display
  • JP-A-9 148332 discloses an example of a technique for arranging microparticles at intended positions.
  • a fine particle is moved by a moving means called a squeegee having a predetermined softness on a mask having apertures for arranging the fine particles. It is disclosed that it is inserted into the aperture of the mask and arranged and adsorbed on the perforated plate by the sucked air.
  • the squeegee in Document 1 moves extra fine particles that are not inserted into the aperture, and in Document 1, the squeegee is attached to a belt that moves in a linear direction on the mask. It is described to do.
  • Document 1 describes that a squeegee attached to a disk-shaped holding member is moved along a groove on a mask having a ring-shaped groove. In either case, however, the microparticles are moved in one predetermined direction by the squeegee.
  • a reciprocating squeegee is also disclosed, but even in that case, the moving direction is two directions, the forward direction and the backward direction.
  • the fine particles are appropriately arranged at necessary positions by sucking and inserting the fine particles into the openings.
  • one of the conditions for filling fine particles, that is, conductive balls, into the openings or openings patterned in the mask without error is the number of openings (opening density).
  • a sufficiently large number of conductive balls Supply As the number of conductive balls increases with respect to the number of openings, the time for the conductive balls to move on the surface of the mask becomes longer. Therefore, various factors such as contact with the atmosphere, contact between balls, contact between the ball and the mask, and friction and contact between the ball and the squeegee can cause the surface of the ball to wear or deform, The performance as an electrode is reduced.
  • the entire surface of the mask is moved to the front surface of the mask.
  • the ball is collected in a part of the surface by rotating the head, etc., and the group of conductive balls is held in the part, and the part is moved so that a part of the locus of the part overlaps.
  • Such movement of the area then covers the surface of the mask and fills the mask openings with conductive balls. That is, in one embodiment of the present invention, a conductive ball is provided on the substrate.
  • a group of conductive balls is held in a partial area of the surface of the mask by a process of setting a mask having a plurality of openings for placement on the substrate and a head that moves along the surface of the mask. Furthermore, the conductive ball mounting method further includes a filling step of moving the area so that a part of the locus of the area overlaps.
  • One embodiment of the present invention is an apparatus for filling a plurality of openings with conductive balls in a state in which a mask having a plurality of openings for disposing the conductive balls on the substrate is set on the substrate.
  • a conductive ball filling apparatus comprising: a head for holding a group of conductive balls in a partial area of the surface of the mask; and a head support means for supporting the head to move along the surface of the mask. It is. Furthermore, one embodiment of the present invention is a mounting apparatus having the filling apparatus and an apparatus for setting a mask on a substrate.
  • Moving the head and the area along the surface of the mask means that the relative position between the substrate on which the mask is set and the head and the area is changed. Or move both.
  • a substrate refers to a target on which conductive balls are mounted, and includes a semiconductor wafer, a circuit board, a transfer substrate, and other work pieces.
  • An area trajectory is the portion or path that the area has passed through as it moves across the surface of the mask. In addition, the passage of the area does not require that the opening of the portion corresponding to the trajectory of the mask has a clear mark indicating that it has passed on the surface of the mask or the like that is filled with conductive balls. .
  • the conductive ball on the mask moves while being held in a limited area rather than simply moving. This prevents the conductive balls from freely spreading on the surface of the mask and limits the range in which the conductive ball population exists. Therefore, with a relatively small number of conductive balls, the density of the conductive balls in the area can be increased, and the conductive balls can be efficiently filled into the opening of the mask in the portion through which the area passes. For this reason, the incidence rate of filling mistakes can be reduced. Then, by moving the area with a high filling rate so that a part of the track overlaps, the entire surface of the mask can be covered without omission and the occurrence rate of filling mistakes of the conductive balls can be extremely reduced.
  • the number of conductive balls to be held in a limited area on the mask is compared with the amount of fine particles required to uniformly fill the opening of the entire mask. Rub If there is very little. Therefore, the amount of conductive balls that can be damaged by moving on the mask is reduced, and the amount of conductive balls that are lost when filling is reduced.
  • the entire surface of the mask is covered without omission by moving an area having a high filling rate so that a part of the locus thereof overlaps.
  • moving the area will reveal a newly filled opening.
  • the conductive balls held in the area are in a fresh state. Can be kept in.
  • a new conductive ball can be refilled in the area and filled into the opening of the force mask, shortening the lifetime (time to be consumed) until it is placed in place on the substrate, and the mask
  • the variation in the lifetime of the conductive ball until it is filled in the opening of the metal can be reduced.
  • the area can be moved in a zigzag or sine curve.
  • the area may be moved spirally or spirally.
  • the overlap rate of adjacent portions of the trajectory By setting the overlap rate of adjacent portions of the trajectory to 50% or more, the mask surface can be finally covered with an overlap rate of 100% or more depending on the area.
  • the overlapping rate of the adjacent parts of the trajectory is increased, the number of balls filled in the opening decreases as the area moves, the lifetime increases, and the probability of damage to the balls increases. Therefore, high-quality conductive balls can be filled without mistakes in the mask openings where it is desirable that the trajectory overlap ratio be about 50%. Improves the probability of filling.
  • the conductive ball may be filled so as to drop into the mask opening due to gravity, that is, its own weight. desirable. If the conductive ball is continuously pushed in one direction, a large number of balls may concentrate and the balls may interfere with each other and not drop into the opening. Furthermore, it is not preferable to force the ball in such a state into the opening with a squeegee.
  • the present invention by holding a conductive ball in an area, the area can be moved in any direction. At the same time, it is possible to prevent the conductive balls from being unevenly distributed in the area by appropriately changing the moving direction of the area. Therefore, filling of the conductive ball into the opening due to its own weight can be promoted.
  • One way to hold a conductive ball in an area is to enclose the area so that the area force ball does not escape.
  • the effort to enclose the area force ball so that it does not escape completely creates several problems. For example, it is necessary to apply pressure so that the means for moving the ball, such as a squeegee, comes into close contact with the surface of the mask, which may cause the ball filled in the opening to pop out or damage the mask. is there. Also, if the ball escapes from the area force, the ball may remain on the mask or become a lost ball and adhere to an unexpected place on the substrate.
  • the group of conductive balls is held in the area by using the head to pull the conductive balls from the periphery of the area toward the area. That is, in one form of the present invention, a mask having a plurality of openings for disposing conductive balls on a substrate is set on the substrate, and a head movable along the surface of the mask is used. In this mounting method, a conductive ball is collected in a partial area on the surface of the mask, and the surrounding force of the area is collected and the filling process moves in the area. Also, one form of the present invention includes a head for holding a group of conductive balls in a partial area of the mask surface, and a head support means for supporting the head so as to move along the surface of the mask. A filling device having
  • the shape of the area where the conductive balls are easily collected by force toward the area is a circle or a polygon circumscribing the circle.
  • force the area around The head can be vibrated to sweep the sex balls.
  • the conductive balls can be swept up by blowing air or other gas from the head in the area where the balls are filled.
  • One preferred method for collecting the conductive balls is to collect the conductive balls by rotating the head to force the conductive balls toward the central area of the head. By rotating the head around an axis perpendicular to the mask, moving the vertical axis along the surface of the mask and collecting the conductive balls in the area by rotating the head, the conductive ball population is collected. Can be moved while holding in the area.
  • the head support means of the filling apparatus of the present invention includes means for rotating the head about an axis perpendicular to the mask and means for moving the vertical axis along the surface of the mask. Is desirable.
  • the head includes means for collecting the conductive balls by moving the conductive balls in the direction of a concentric circular area (inner circle) around the rotation center of the head by the rotation of the head. It is desirable.
  • the means for collecting the conductive balls may use a repulsive force as long as it is a magnetic body or a charged body.
  • One preferred means of gathering is a member that also projects head force, or a sweeper that sweeps the surface of the mask around a circular area by blowing a gas.
  • the sweeper may be any arrangement or shape that moves the conductive ball in the direction of the area. For example, there are a spirally curved shape, a shape oriented toward the center of rotation with respect to the radial direction, and the like.
  • One form of the member protruding from the head is a so-called squeegee that provides an effect of sweeping the surface of the mask.
  • the tangentially extending shape of the circular area collecting the conductive balls is one of the simple straight-line shaped squeegees.
  • the member blown out by the head force or the gas blown from the head card also functions to hold the mask around the area against the substrate.
  • the substrate on which the conductive balls are mounted is a semiconductor device wafer or workpiece ( ⁇ - In the case of a peacock), the substrate tends to increase in size, and the mask increases in size accordingly.
  • conductive balls tend to be smaller. Examples of conductive balls are solder balls, gold balls, or copper balls with a diameter of about 30 to 300 / ⁇ ⁇ . is there. Therefore, when mounting the ball on the substrate, it is important to reduce the influence of the gap generated between the substrate and the mask due to distortion and warpage of the mask.
  • the mask While it is relatively easy to obtain surface accuracy by sucking from the back side of the substrate, it is difficult to obtain surface accuracy because the mask cannot be reinforced both front and back. In particular, it becomes difficult to eliminate distortion and warping when the mask is large, and when the ball is small in diameter, the ball may enter a minute gap and become a lost ball. In addition, it is desirable that the mask is in close contact with the conductive ball, but the substrate may be printed with flux for mechanically and electrically connecting the ball, and the mask is in close contact with the substrate. This may not be desirable.
  • the flatness of the mask is partially reduced by pressing around the area that is a part of the mask surface. Improve .
  • the flatness of the mask is improved within a limited area where the conductive balls are filled, so that it is possible to prevent the occurrence of lost balls.
  • by collecting and holding the conductive balls in the area even if there are gaps in other areas of the mask, it is possible to prevent the formation of lost balls. Therefore, one form of the mask used in the mounting method and apparatus of the present invention has such flexibility that the flatness is improved by being pressed by the member protruding from the head or the gas blown from the head. It is a thing.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a ball mounter of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view showing a schematic configuration of a head.
  • FIG. 3 is a view showing the structure of the head with upward force also transmitted.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the head.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the squeegee.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a locus of a circular area constituted by the head, and Fig. 6 (b) is an enlarged view showing a part of the locus.
  • FIG. 7 is a view showing another example of a locus of a circular area formed by the head.
  • FIG. 8 (a) is a diagram showing another example of a locus of a circular area constituted by the head.
  • Fig. 8 (b) is an enlarged view of a part of the locus.
  • FIG. 9 (a) is a perspective view showing a different example of the head
  • FIG. 9 (b) is a view showing the configuration of the head with an upward force.
  • FIG. 10 (a) is a perspective view showing still another example of the head
  • FIG. 10 (b) is a diagram showing the configuration of the head with upward force transmission.
  • FIG. 11 (a) is a perspective view showing still another example of the head
  • FIG. 11 (b) is a diagram showing the configuration of the head with upward force transmission.
  • FIG. 12 is a view showing a further different example of the head by a partially enlarged cross-sectional view.
  • FIG. 13 is a diagram showing a further different example of the head by a partially enlarged cross-sectional view.
  • FIG. 14 is a diagram showing the configuration of a further different example of the head with the upward force also transmitted.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an example of the mounting apparatus of the present invention.
  • This mounting apparatus 1 is called a ball mounter and is for placing conductive balls at predetermined positions on a semiconductor substrate (wafer or workpiece) 10.
  • the current wafer 10 is often about 8 inches or 12 inches in diameter.
  • the conductive ball mounted on the substrate 10 has been miniaturized, and it has been studied to mount a ball having a diameter of lmm or less and a diameter of about 10 to 500 / ⁇ ⁇ . Currently, the diameter is 30 to 300 It is required to mount a ball of about ⁇ m.
  • the conductive ball includes a solder ball, a metal ball such as gold or silver, a ceramic ball, or a plastic ball that has been subjected to a treatment such as conductive plating.
  • This ball mounter 1 has a table (table) 2 for setting the substrate 10 in a horizontal state in which the warp has been corrected by a method such as suction, and a conductive ball placed at a predetermined position on the substrate 10.
  • a mask nozzle (mask carrier) 3 for setting a mask 11 having a plurality of openings on the substrate 10 and a filling device 5 for filling the openings of the mask 11 with conductive balls.
  • the mask handler 3 includes a transport unit 31 for moving the mask 11 between the substrate 10 and a retracted position indicated by a broken line, and positions of the substrate 10 and the mask 11. Alignment unit 32 for matching. Even if the device for setting the mask 11 on the substrate 10 fixes the position of the mask 11, and the substrate 10 moves up and down and Z or horizontally, the mask 11 and the substrate 10 are aligned. good.
  • the mask 11 includes a plurality of openings having a size suitable for inserting minute conductive balls one by one.
  • the substrate 10 typically includes a plurality of semiconductor devices, and the plurality of openings in the mask 11 have a repetitive design that follows the rules for placing conductive balls in place on those semiconductor devices. Formed.
  • These openings provided in the mask 11 are referred to as openings, pattern holes, opening patterns, and the like. In this specification, when describing a plurality of openings, they are referred to as opening patterns. There are things to do.
  • the filling device 5 moves along the surface 11a of the mask 11 set on the substrate 10, and a head 20 for filling the openings of the mask 11 with conductive balls, and the head 20 on the mask 11 And a head support device 50 for supporting the surface 1 la so as to be movable in any direction.
  • the head support device 50 includes a motor 56 that supports rotation about an axis 55 that is perpendicular to the mask 11, and a carriage 52 that supports the motor 56 via an arm 53 that can expand and contract in the Y direction.
  • the carriage 52 moves along the carriage shaft 51 in the X direction. Therefore, the head 20 can set the surface 11a of the mask 11 at an arbitrary position in the XY direction from the arm 53, the carriage 52, and the carriage shaft 51 of the support device 50. Further, the support device 50 can move the head 20 so as to draw an arbitrary trajectory along the surface 11 a of the mask 11.
  • the mounting apparatus 1 includes a step of setting a mask 11 having a plurality of openings 12 for disposing conductive balls on a substrate 10 and a head 20 that moves along a surface 11a of the mask 11. And filling the opening 12 of the mask with the conductive ball, and mounting the conductive ball at a predetermined position of the substrate 10.
  • a mask 11 having a plurality of openings 12 for disposing conductive balls on a substrate 10 and a head 20 that moves along a surface 11a of the mask 11.
  • filling the opening 12 of the mask with the conductive ball and mounting the conductive ball at a predetermined position of the substrate 10.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of the head 20 of the filling device 5 as seen from the side force.
  • the head 20 includes a disk-shaped squeegee support 21 and six sets of squeegees 22 protruding from the lower surface 21a of the squeegee support 21 toward the surface 11a of the mask 11. Squeegee Sapo
  • the center of the seat 21 is connected to a shaft 55 extending perpendicularly to the mask 11!
  • the head 20 is driven to rotate clockwise around the shaft 55 by the motor 56 when the squeegee support 21 is viewed from above.
  • the motor 56 serves as means for rotationally driving the squeegee support 21 along the surface 1 la of the mask 11 with the shaft 55 as the center.
  • the shaft 55 is driven by the arm 53, the carriage 52 and the carriage shaft 51. Moved along surface 1 la in any direction of XY. Therefore, the head support device 50 can move the head 20 so as to draw an arbitrary locus on the surface 11a of the mask 11 while rotating the head 20.
  • a ball supply device 60 mounted on the carriage 52 is a ball supply device 60 for supplying conductive balls to the mask 11 through the inside of the shaft 55 with the central force of the squeegee support 21.
  • FIG. 3 shows the arrangement of six sets of squeegees 22 attached to the lower surface of the squeegee support 21 in a state where the squeegee support 21 is seen through the upward force.
  • FIG. 4 shows the configuration of the head 20 by a cross section cut in the diameter direction of the squeegee support 21.
  • the 6-set squeegee 22 includes a plurality of sweep members 23 each attached so as to be rectangular when viewed from above. The sweep member 23 only needs to be able to relatively softly contact the surface 11a of the mask 11 and sweep up the conductive balls 15 remaining on the surface 11a.
  • These squeegees 22 are linearly arranged around the inner circle 26 that is concentric with the rotary shaft 55, in a circumferentially equal pitch, in a clockwise direction tangential to the inner circle 26, up to the outer circle 27. It is arranged to extend. Therefore, when the squeegee 22 is in contact with the surface 11a of the mask 11 and the squeegee support 21 is rotated clockwise as viewed from above, the conductive balls 15 in the traveling direction (rotation direction) of the squeegee 22 are Push away in the direction of the inner circle 26, as in 18. Therefore, the conductive balls 15 remaining on the surface 11 a of the mask 11 are moved in the direction of the inner circle 26 and collected inside the inner circle 26.
  • the areas shown as the inner circle 26 and the outer circle 27 are virtual. It is a thing. However, when the head 20 is moved on the surface 11a of the mask 11 while being rotated by the head support device 50, the excessive conductive balls remaining on the mask 11 within the range of the inner circle 26 and the outer circle 27 are left. 15 are collected in the direction of the inner circle 26 at the center of the head 20. Since the plurality of squeegees 22 are arranged in multiple directions in the direction of rotation (traveling direction), the conductive balls 15 that protrude around the inner circle 26 due to the movement of the head 20 are successively located within the destination. Collected in the direction of circle 26.
  • the conductive ball 15 is held in the circular area 26 around the center of rotation of the head 20, and the circular area 26 moves along with the movement of the head 20, and the plurality of conductive balls 15 held therein are moved. Group 16 also moves.
  • the virtual circular area 26 in the center of the head 20 has a partial area 26 on the surface 11a of the mask 11 on which the group 16 of conductive balls 15 is held. In other words, the movement of the head 20 moves the area 26.
  • FIG. 5 shows an enlarged view of the state where the tip of the squeegee 22 is in contact with the surface 11 a of the mask 11.
  • Each squeegee 22 includes a plurality of sweep members 23, which are arranged in a multiple manner in the traveling direction of the squeegee 22.
  • the plurality of sweep members 23 are attached to the support 21 so that the front end of the squeegee 22 that contacts the surface 1 la of the mask moves backward.
  • the sweep member 23 moves by gently pushing or sweeping the conductive ball 15 on the mask 11 in the direction of the circular area 26 inside the traveling direction A. Therefore, a group 16 of conductive balls 15 is formed and maintained in a circular region 26 inside the head 20.
  • the ball 15 collected in the area 26 falls by its own weight into the opening 12 of the mask 11 in the area 26, and the opening 15 is filled with the ball 15.
  • the surface of the substrate 10 is screen-printed with soldering flux 17 in advance corresponding to the opening pattern 12 of the mask 11. Therefore, the conductive ball 15 filled in the opening 12 is in close contact with the flux 17 and temporarily fixed at a predetermined position on the substrate 10. Thereafter, the substrate 10 on which the conductive ball 15 is mounted is fixed to the substrate 10 through a known reflow process.
  • balls 15 for filling a limited area of a circular area 26 are always collected. Therefore, by monitoring the state of the conductive balls 15 collected in the area 26, the situation where the balls 15 are filled in the openings 12 of the mask 11 is controlled. can do. For example, the conductive ball 15 held in the area 26 is consumed by filling the opening 2. For this reason, the balls 15 are thrown into the area 26 from the ball supply device 60 based on the amount of balls consumed. For example, the balls 15 can be supplied at predetermined time intervals based on the amount of balls consumed per hour. Therefore, the density of the population 16 of the conductive balls 15 in the area 26 is maintained, and the decrease in the probability of filling the opening 12 due to the decrease in the ball density is prevented.
  • the ball supply device 60 mounted on the carriage 52. It is also possible to provide a mechanism for periodically renewing the ball 15. If the situation continues for a long time without being transferred to the opening 12 of the mask 11, the ball 15 may be damaged due to factors such as contact and wear. The balls 15 held in the area 26 can be collected to remove such degraded balls and only normal balls 15 can be returned to the area 26 for filling.
  • An appropriate area of the area 26 that moves while holding the ball 15 varies depending on conditions such as the diameter of the conductive ball and the density of the openings of the mask 11. If the diameter of the conductive ball 15 is about 10 to 500 ⁇ m, it is desirable to use a head 20 that can form a circular area 26 having a diameter of 10 to 100 mm on the mask. If the area 26 for holding the ball is too small, the time required to fill the entire mask opening with the ball will increase. Therefore, the diameter of the area 26 is preferably 10 mm or more. On the other hand, if the area 26 is too large, the movement of the ball 15 inside the area 26 becomes insufficient, and the density unevenness of the ball 15 held inside the area 26 becomes large. Therefore, the diameter of the area 26 is preferably 100 mm or less. A more preferable range of the circular area 26 is 20 to 60 mm.
  • the rotational speed of the head 20 is preferably 10 rpm or more.
  • the rotation speed of the head 20 is 120rp m or less is preferable.
  • a more preferable range of the rotation speed of the head is 30 to 90 rpm.
  • the head 20 has a circular area 26 in which balls are collected, the diameter of which is 40 mm, and the rotation speed is 45 rpm.
  • the head support device 50 of the filling device 5 can move the head 20 in any direction of the XY plane with the surface 1 la of the mask 11 as the XY plane. Further, the moving direction of the head 20 can be dynamically changed arbitrarily. Furthermore, the head 20 can hold and hold the conductive ball 15 in the circular area 26 by rotating regardless of the moving direction of the head 20. For this reason, the filling device 5 can move the area 26 in any direction of the surface 11a of the mask 11 while holding the conductive ball 15 in the circular area 26, and can move the movement direction in any direction. Can be changed dynamically.
  • FIG. 6 (a) schematically shows an example in which the head 20 is moved on the surface 11a of the mask 11 so as to draw a spiral or spiral trajectory.
  • the circular area 26 to fill the ball 15 also moves along the entire surface of the mask 11 with a spiral or spiral trajectory 71 and places the conductive ball 15 in place on the substrate 10.
  • the spiral or spiral locus 71 is suitable when the substrate 10 is circular, the mask 11 is circular, or the entire region filled with the conductive balls 15 is circular.
  • the movement locus 71 of the area 26 is represented by a line on which the rotation center moves.
  • the head 20 and the area 26 are both shown in the same circle.
  • the area 26 is formed concentrically with the head 20 and has the same size. It is not a thing.
  • the trajectory of the area 26 indicates a trace or path having a width in which the area 26 that does not indicate the movement of the center moves on the surface 11a of the mask 11.
  • trajectory of area 26 shows some trace on the surface 11a of the mask 11, even though it can be said that the trace is physically left as a result of the mask opening 12 being filled with conductive balls 15. It doesn't have to be a thing.
  • One of the specific forms of the trajectory of the area 26 is a program for automatically moving the head 20 to the head support device 50 of the filling device 5 and given as a function Is.
  • FIG. 6 (b) shows a part of the locus 71 in an enlarged manner.
  • the head 20 is driven by the head support device 50 of the filling device 5 so that a part of the trajectory of the area 26 overlaps.
  • the trajectory 71 is selected such that adjacent portions T (n) and ⁇ ( ⁇ + 1) of the trajectory 71 overlap by almost 50%.
  • the area 26 consequently moves over the entire surface of the mask 11 with a 100% overlap rate and fills the openings 15 in the mask 11 with the balls 15.
  • FIG. 7 shows different examples of the trajectories of the head 20 and the circular area 26.
  • the head 20 is driven to move the area 26 so as to draw a zigzag, sine curve or meandering trajectory 72, and the area 26 covers the entire surface 1 la of the mask 11! / RU Even when this locus 72 is employed, it is desirable to set the overlap rate of adjacent portions of the locus 72 appropriately as described above.
  • a conductive ball 15 is arranged on a rectangular electronic circuit board 80 with a mask 81 having a filling region that is rectangular in its entirety.
  • the area 26 is moved so as to draw a zigzag, sine curve, or meandering locus 73 by driving the head 20, and the area 26 covers the entire surface 81a of the mask 81.
  • the adjacent portions T (n) and ⁇ ( ⁇ + 1) of the locus 73 overlap by about 50%.
  • the zigzag trajectory 73 is one of the trajectories suitable for covering a rectangular filling area.
  • a spiral trajectory that draws a route along the outer periphery of the square is one of the trajectories that is suitable for covering the rectangular filling region.
  • the moving speed of the head 20 is preferably in the range of 2 to 60 mmZs, and more preferably in the range of 5 to 40 mmZs. In the filling device 5 of this example, the moving speed of the head 20 is set to 20 mm Zs.
  • the inner surface of the mask 11 1 la, the inner circle area 26 of the head 20, and the limited portion are conductive. Hold the ball 15.
  • the conductive ball 15 is filled in the opening 12 of the mask 11 while moving the area 26 on the surface 1 la of the mask so that a part of the locus 51 overlaps, and the ball 15 is arranged at a predetermined position of the substrate 10 as a workpiece.
  • This filling device 5 collects the balls on the mask to fill the next opening instead of letting the balls that have not filled the opening escape from the mask, thus preventing the conductive ball 15 from being wasted or wasted. it can.
  • the opening (opening density) of the area to be filled can be obtained without supplying a huge amount of balls 15 at once. )
  • the area can be covered by a sufficient amount (a sufficient excess) of a group 16 of balls 15. That is, in a small area 26 on a part of the surface of the mask, while collecting excess balls around it, and tracking the consumed balls, Maintain a sufficient excess rate of 15.
  • This method makes it possible to reduce the ball loss rate with respect to the opening 12 of the entire mask, prevent the balls 15 from being wasted, and obtain a high filling rate.
  • the head 20 of the filling device 5 can collect the conductive balls 15 in the inner circular area 26 by rotating the squeegee support 21 without being influenced by the moving direction of the head 20. Therefore, the function (capability) of collecting the ball 15 of the head 20 in the inner circle area 26 does not change even if the head 20 is moved in any direction of X—Y on the mask 11. Thus, whenever the head 20 is moving, excess balls 15 on the mask 11 around the area 26 are collected in the inner circle area 26. In addition, the distribution of the entire ball 15 in the inner circle area 26 where the balls 15 are not allowed to gather at a part of the inner circle area 26 is almost uniform, and the area 26 having a two-dimensional extent 26 As a result, the conductive balls 15 can be filled into the opening pattern 12.
  • zone 26 the concentration of extreme balls 15 is almost constant and the excess ratio of balls 15 and the extreme imbalance of distribution are almost constant. For this reason, by moving the area 26 so that a part of the trajectory overlaps, it is possible to reliably reduce filling mistakes without duplicating the whole trajectory.
  • a head 20 that, by rotating, captures a force moving in the direction of the area 26 relative to the conductive ball 15 is one of the most preferred embodiments of the present invention.
  • a method of conducting the ball in the direction of the area 26 there is a system in which the head is vibrated and the ball 15 is swept in the direction of the area 26 by a squeegee attached under the head.
  • the area 26 is not limited to a circle but a polygon that circumscribes the circle. If area 26 is polygonal, the ability to collect ball 15 may be inferior depending on the direction of head movement.
  • the circular area 26 is superior in that the ability to collect and hold the ball 15 in the direction of movement of the head 20 is not superior or inferior, and the direction of movement of the head 20 can be arbitrarily selected.
  • the squeegee 22 of the head 20 of the filling device 5 collects the balls 15 from around the filling area 26 and presses the portion corresponding to the filling area 26 of the mask 11 to make it flat (capacity). ). As shown in FIG. 3, the squeegee 22 is disposed between the inner circle 26 and the outer circle 27 of the head 20, that is, around the circumference 28 of the circular area 26. Squeegee 22 ahead The ends are pressed against the surface 11a of the mask 11 with an appropriate pressure in order to collect the balls 15 remaining on the surface 11a of the mask 11 without leaving them. Therefore, even if the area 26 of the mask 11 is warped or distorted, it can be corrected to a flat (horizontal) state by pressing the area 28 around the area 26 with the squeegee 22.
  • the mask 11 is a thin plate-like member having a thickness similar to that of the ball 15 in order to prevent the balls from being overfilled. Therefore, while warping and distortion are likely to occur, warping and distortion can be corrected by pressing the squeegee 22 against the mask surface 11a with an appropriate pressure. If the mask 11 is warped or distorted, a gap is generated between the substrate 10 and the mask 11. If the substrate 10 is held on the highly parallel table 2 by the vacuum suction method, the warpage and distortion can be corrected and the surface can be made parallel.
  • the mask thickness is several millimeters and the mask strength is high. Therefore, it is difficult for warpage and distortion to occur, and it is not easy to force warpage with the pressure applied by the squeegee when there is warpage or distortion. Furthermore, if the ball diameter is several mm, the ball does not get lost even if the gap between the substrate and the mask can be adjusted in mm units. However, if the ball diameter is in ⁇ m units, the gap between the substrate and the mask must be adjusted in ⁇ m units. In order not to generate a gap between the mask 11 and the substrate 10, it is desirable that the mask 11 is completely adhered to the substrate 10. However, the substrate 10 is printed with a flux 17 for fixing the balls 15. ing. Therefore, it is preferable that the mask 11 and the substrate 10 are completely adhered to each other.
  • the portion of the mask that the squeegee strikes may not have a force that can correct the distortion and warpage of the mask.
  • the ball is accumulated by being pushed by the squeegee and the mask portion cannot be corrected, and there is a gap that allows the ball to move between the substrate and the mask, the mask Since the ball filled in the opening of the ball passes through the mask, the ball cannot be placed at a predetermined position on the substrate.
  • the ball that passes through the mask strays on the surface of the board and is not intended. However, it may be disposed between the mask and the substrate, and may interfere with filling the other openings with balls.
  • the periphery of the area 26 where the conductive balls 15 are present is pressed by the squeegee 22 of the head 20 of the filling device 5 of this example. Therefore, in the area 26 where the conductive ball 15 exists, the level of the mask 11 is corrected, the mask 11 and the substrate 10 are kept parallel, and the ball 15 does not flow out of the gap between them. Can be a value. Head 20 force S In the part after moving, the mask 11 may be bent or return to the warped state. While doing so, the conductive balls 15 are collected in the area 26 and move with the head 20.
  • the conductive ball 15 is not left after the head 20 is moved, and even if the mask 11 is distorted or warped, there is no fear that the conductive ball 15 is lost. Further, the conductive ball 15 filled in the opening 12 of the mask 11 is held at a predetermined position by the flux 17 on the surface of the substrate 10. Therefore, there is no problem even if the head 20 moves and the surface of the mask 11 is lifted up. As described above, in the filling apparatus 5 of this example, the fine particles can be reliably arranged at a predetermined position of the workpiece 10 without any error without being affected by the warp or distortion of the mask 11.
  • the member 23 constituting the squeegee 22 may be any member as long as it can push the fine particles such as conductive balls functioning as connection terminals of the semiconductor device with an appropriate force and can sweep the region 26 to the force. . Further, it is desirable that the sweep member 23 is provided with an elasticity that does not squeeze out the ball 15 once inserted into the opening 12.
  • One suitable sweep member 23 is made of grease extending in the longitudinal direction of the squeegee 22 as shown in FIGS. 3 to 5 and is a metal wire. In the member 23 having a configuration in which both ends of the wire extending in the longitudinal direction along the surface of the mask 11 are bent into a U shape and attached to the squeegee support 21, the abdomen of the U shape wire is in contact with the mask 11.
  • the U-shaped wire 23 is pressed against the mask 11 with appropriate elasticity without damaging the mask 11, and enters the hole of the mask 11 to move the ball 15 into the tip of the wire. Don't start out! Further, since the U-shaped wire 23 extends in a direction perpendicular to the traveling direction of the squeegee 22, it is suitable as a member for pushing off the ball 15. Wires 23 placed in multiple or multiple layers on one squeegee 22 are securely in contact with the mask 11 and securely Suitable for sweeping ball 15. Also, the plurality of squeegees 22 arranged around the circular area 26 of the head 20 collect the balls 15 evenly around the area 26, and further securely hold the mask 11 around the area 26. Suitable for
  • FIGS. 9 to 14 show different examples of the head.
  • FIG. 9A shows a state in which the side force on the bottom surface of the head 20a of another example is also seen
  • FIG. 9B shows the state in which the head 20a is seen through the upward force of the squeegee support 21 as well.
  • the head 20a includes a squeegee support 21 and twelve squeegees 22a projecting from the lower surface 21a to the surface 11a of the mask 11 by force.
  • This head 20a can be used by being attached to the head support device 50 of the filling device 5 instead of the head 20 described above.
  • Each squeegee 22a is a bundle of a plurality of ultrafine wires, and is configured to function as a single squeegee by applying force to both ends 22r.
  • the squeegee 22a is formed in a U shape as a whole, and is attached around the inner circle 26 of the back surface 2 la of the support 21 so as to extend almost in the tangential direction of the inner circle 26! /
  • FIG. 10 (a) shows a state in which the side force on the bottom surface of the head 20b of another example is seen
  • FIG. 10 (b) shows the head 20b in a state seen through the upward force of the squeegee support 21.
  • the head 20 b includes a squeegee support 21 and seven sets of squeegees 22 b protruding from the lower surface 21 a toward the surface 11 a of the mask 11.
  • the head 20b can be used by being attached to the head support device 50 of the filling device 5 instead of the head 20 described above.
  • These squeegees 22b are formed by laminating a plurality of polyimide thin plates in a U shape.
  • Examples of this type of squeegee include one using a single sheet of resin or metal, or one using layers.
  • a suitable example of a squeegee is made of metal.
  • the plastic squeegee be coated with a conductive thin film such as a copper foil on the surface, or to provide conductivity by containing carbon.
  • the tip of the squeegee that touches the mask 11 may be an edge. If the squeegee is composed of a thin film, the folded surface may be in contact with the mask 11 by folding the thin film.
  • Fig. 11 (a) shows a state in which the head 20c of another example is seen from the side force on the bottom surface
  • Fig. 11 (b) shows the head 20c seen through the upward force of the squeegee support 21. It is.
  • This head 20c is directed toward the surface 11a of the mask 11 from the squeegee support 21 and its lower surface 21a.
  • This head 20c can also be used by being attached to the head support device 50 of the filling device 5 in place of the head 20 described above.
  • the squeegee As another example of the squeegee, mention may be made of an ultrafine wire or metal wire attached to the squeegee support 21 like brush hair.
  • the number of squeegee sets is not limited to the above.
  • setting the squeegee in the tangential direction of the inner circle 26 is one of the preferred forms of the present invention, but the present invention is not limited to that form.
  • the form of the squeegee only needs to function as a sweeper that sweeps the ball 15 in the direction of the inner circle 26 by rotating the head 20.
  • the squeegee that can be arranged obliquely with respect to the tangential direction of the inner circle 26 can be curved or spiraled.
  • FIG. 12 shows a further different head 20d configuration.
  • the head 20d includes an air nozzle 92 that blows a gas 91 for sweeping the ball 15 onto the surface 11a of the mask 11.
  • This head 20d can also be used by being attached to the head support device 50 of the filling device 5 instead of the head 20 described above.
  • the air nozzle 92 is attached to the support 21 instead of the squeegee.
  • An example of the air nozzle 92 is provided with a linear nozzle end 93 extending to the outer circle 27 in the tangential direction of the inner circle 26 of the back surface 21a of the support 21 like each type of squeegee shown in the above drawing. It is.
  • a filter 94 made of sintered metal or the like is attached to the nozzle end 93, and air 91 is jetted obliquely downward toward the surface 11 a of the mask 11 through the filter 94. Therefore, the blown air 91 flows in the direction of the inner circle 26 on the surface 11a of the mask 11. For this reason, the head 20 can be moved while the conductive balls 15 are blown away in the direction of the inner circle area 26 by the air 91. Further, the pressure of the air 91 blown to the mask surface 11a can suppress the mask surface 1la around the area 26 where the ball is filled, thereby correcting the distortion and warping of the mask 11.
  • the air discharge portion of the air nozzle 92 may be configured by a collection of slits and minute cylindrical holes instead of the filter 94. It is also effective to use an inert gas combined with nitrogen gas or argon gas or ionized gas to control the charging property of the conductive ball instead of air 91.
  • the ball 15 can be driven by the pressure of air. Therefore, the filling device 5 can collect the balls 15 in the filling area 26 only by moving the head 2 Od in an arbitrary direction by the head support device 50 without rotating the head 20d. It is also possible to rotate the head 20d and bring it into the area 26 of the inner circle. Therefore, the filling device 5 using only the head 20d that blows out the gas can omit the motor 56 that rotationally drives the head, and the configuration of the head support device 50 can be simplified.
  • FIG. 13 shows a different example of a head that blows air.
  • the head 20e includes a squeegee support 21 and a squeegee-type nozzle 92 protruding from the lower surface 21a toward the surface 11a of the mask 11.
  • the nozzle 92 is formed of, for example, an elastic member such as rubber, and presses the mask in contact with the surface 11a of the mask 11.
  • Nozzle 92 has an inward outlet 93 that collects conductive balls 15 in area 26 by inwardly releasing air 91.
  • the head 20e can also be used by being attached to the head support device 50 of the filling device 5 instead of the head 20 described above.
  • the conductive ball 15 can be moved by the air 91 blown out, the conductive ball 15 can be collected without rotating the head.
  • the substrate 10 shown in FIG. 13 includes a conductive layer 10a on the surface thereof, and the conductive layer 10a is covered with a protective film 13, and a conductive ball 15 is attached thereto. Part of the resist 13 has been removed by etching or the like. Therefore, the mask 11 can be set on the substrate 10 so as to be in close contact with the resist layer 13. Then, the conductive balls 15 filled in the openings 12 of the mask 11 are mounted with electrical contact on the surface 10a of the substrate, and the individual conductive balls 15 function as connection terminals.
  • FIG. 14 shows a state in which another example of the head is viewed through the upward force of the squeegee support.
  • the head 20f includes a rectangular squeegee support 21 and two sets of squeegees 22f having a V shape in plan view extending from the back surface 21a of the squeegee support 21 toward the front surface 11a of the mask 11.
  • the two V-shaped squeegees 22f are attached to the support 21 so that a square area 26 is formed therebetween. Therefore, the conductive ball 15 is squeezed 2 by vibrating the head 20f in the horizontal direction of the drawing. In the area 26 between 2f, the conductive balls 15 are filled in the openings 12 of the mask 11 by their own weight.
  • the distortion of the mask 11 is corrected.
  • the head 20f can move in any direction in the XY plane while holding the conductive ball 15 in the area 26 while vibrating. Since the conductive balls 15 are collected while vibrating the squeegee 22f, the distribution of the conductive balls 15 in the area 26 can be reduced.
  • the shape of the area 26 where the conductive balls 15 are collected has a clear shape in most cases because the head rotates or vibrates (oscillates), and the head moves in an arbitrary direction. It does not become a geometric figure with a simple boundary.
  • the area 26 can be said to be substantially circular.
  • the area 26 can be said to be a circle depending on the shape of the squeegee or a polygon circumscribing the circle.
  • the polygons of the present invention are not limited to squares, but include triangles and polygons that are pentagons or more.
  • the head of the present invention moves the surface of the mask while holding the conductive balls for filling in a two-dimensional area having a limited spread, and one suitable form thereof is Also, the peripheral forces in the filling area can sweep away the conductivity. Then, by moving the head surface of the mask so that a part of its trajectory overlaps, the conductive ball can be efficiently filled into the opening of the entire mask, and filling errors can be reduced.
  • the ball mounter 1 in this example is a device that transports the substrate 10 and sets it on the table 2 in addition to the force with which the mask handler 3 and the filling device 5 are mounted. It is also possible to mount a device or the like. With these apparatuses, it is possible to perform a process of setting a substrate on a table, a process of applying a flux, and the like prior to a process of setting a mask and a process of filling a ball. It is also possible to provide a system that performs these processes in series.

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Description

導電性ボールの搭載方法および装置
技術分野
[0001] 本発明は、導電性ボールを基板の所定の位置に取り付けるための装置および方法 に関するものである。
背景技術
[0002] LSI (Large Scale Integration)、 LCD (Liquid Crystal Display)を始めとする半導体 デバイスあるいは光学デバイスなどを実装する際の電気的な接続を得るために、半 田ボールが用いられる。近年、半田ボールに限らず、他の導電性金属、さらには金 属をコーティングした導電性ボールであって、直径が 1mm程度以下の微小な粒子を 基板に搭載することが検討されて 、る。
[0003] 特開平 9 148332号公報 (文献 1)に、微小粒子を意図する位置に配列させる技 術の一例が開示されている。この文献には、微小粒子を配列させるための開孔部を 備えたマスクの上で、所定の柔らかさを有するスキージ (squeegee)と称される移動手 段により微小粒子を移動させ、微小粒子をマスクの開孔部に挿入して、吸引される空 気により多孔板の上に配列 ·吸着させることが開示されて ヽる。
[0004] 文献 1のスキージは、開孔部に挿入されな力つた余分な微小粒子を移動するもの であり、文献 1には、マスクの上で直線方向に移動するベルトにスキージを取り付けて 移動することが記載されている。また、文献 1には、リング状の溝を備えたマスクの上 で、円盤状の保持部材に取り付けられたスキージを溝に沿って移動することが記載さ れている。し力しながら、いずれの場合も、微小粒子は、スキージにより、予め定めら れた 1つの方向に移動される。スキージを往復動するものも開示されているが、その 場合でも、移動方向は往方向および復方向の 2方向である。
[0005] 文献 1では、開孔に微小粒子を吸引挿入することにより、微小粒子を、適切に、必 要な位置に配列させるようにしている。吸引の有無に関わらず、微小粒子、すなわち 、導電性ボールを、マスクにパターユングされた開孔あるいは開口にミスなく充填する ための条件の 1つに、開口の数（開口密度）に対して十分に多い数の導電性ボール を供給することが挙げられる。しかしながら、開口の数に対して導電性ボールの数が 多くなると、導電性ボールがマスクの表面を移動する時間は長くなる。そのため、様 々な要因、例えば、大気との接触、ボール同士の接触、ボールとマスクの接触、さら にはボールとスキージとの摩擦および接触により、ボールの表面が磨耗したり、変形 したり、電極としての性能が低下する。したがって、充填ミス、およびそれによる基板（ ワーク）上への配置あるいは搭載ミスを減らそうとして大量の導電性ボールを移動しよ うとすると、基板に配置された導電性ボールに問題が発生する可能性が高くなる。さ らに、大量のボールを移動する方法は、配置されな力つた大量の導電性ボールを廃 棄する必要があるために、導電性ボールのロス率が高くなり経済的にも好ましくない。
[0006] また、導電性ボールを同じ方向にスキージにより移動すると、スキージの条件、マス クの条件などにより、スキージの長手方向にボールの粗密が発生し易ぐ開口への充 填ミスおよびボールの搭載ミスに繋がる。導電性ボールの移動量を増やして歩留まり を改善しょうとすると、上記と同様にロスが増える。文献 1の装置では、マスクの上でス キージを往復動させて開口への挿入ミスを減らしている。し力しながら、往復を繰り返 せば繰り返すほど、スキージの移動に伴って開孔へ揷入される粒子の数は減るので 、移動による粒子の損傷が進行する。
発明の開示
[0007] 本発明の目的の 1つは、導電性ボールを、マスクの複数の開口にミスなく確実に充 填でき、基板の所定の位置に導電性ボールをミスなく確実に配置ある 、は搭載でき る方法および装置を提供することである。本発明の他の目的の 1つは、導電性ボール のロス率を低減し、経済的に導電性ボールを基板の所定の位置に搭載できる方法お よび装置を提供することである。
[0008] 本発明にお 、ては、マスクの表面全体を一方向に、または往復動するスキージによ り導電性ボールを 1つの方向ある 、は往復する方向に移動する代わりに、マスクの表 面の一部の区域にヘッドの回転などによりボールを集め、その区域に導電性ボール の集団を保持し、さらに、その区域の軌跡の一部が重複するように、区域を移動する 。そして、区域のそのような移動により、マスクの表面をカバーし、マスクの開口に導 電性ボールを充填する。すなわち、本発明の 1つの形態は、基板に導電性ボールを 配置するための複数の開口を備えたマスクを、基板にセットする工程と、マスクの表 面に沿って移動するヘッドにより、導電性ボールの集団をマスクの表面の一部の区 域に保持し、さらに、その区域の軌跡の一部が重複するように、区域を移動する充填 工程とを有する、導電性ボールの搭載方法である。また、本発明の 1つの形態は、導 電性ボールを基板に配置するための複数の開口を備えたマスクを基板にセットした 状態で、複数の開口に導電性ボールを充填する装置であって、マスクの表面の一部 の区域に導電性ボールの集団を保持するためのヘッドと、ヘッドをマスクの表面に沿 つて移動するように支持するヘッド支持手段とを有する、導電性ボールの充填装置で ある。さらに、本発明の 1つの形態は、この充填装置と、基板にマスクをセットする装 置とを有する搭載装置である。
[0009] ヘッドおよび区域をマスクの表面に沿って移動することは、マスクがセットされた基 板とヘッドおよび区域との相対的な位置が変化することを意味し、ヘッドおよび基板 の何れか一方、あるいは両方を移動することを含む。基板とは、導電性ボールが搭載 される対象を示し、半導体ウェハ、回路基板、転写用基板およびその他のワークピー スを含むものである。区域の軌跡とは、区域がマスクの表面を移動したことにより通過 した部分あるいは経路を示す。また、区域が通過することにより、マスクの軌跡に当た る部分の開口には導電性ボールが充填される力 マスクの表面などに通過したことを 示す明瞭な跡が残ることを要するものではない。
[0010] 本発明においては、マスク上の導電性ボールを単純に移動するのではなぐ限られ た区域に保持した状態で移動する。これにより、マスクの表面に導電性ボールが自由 に広がることを防止し、導電性ボールの集団が存在する範囲を限定する。したがって 、比較的少数の導電性ボールにより、区域内の導電性ボールの密度を高くでき、そ の区域が通過する部分のマスクの開口に対し効率良く導電性ボールを充填できる。 このため、充填ミスの発生率を低くできる。そして、この充填率の高い区域を、その軌 跡の一部が重複するように動かすことで、マスクの表面全体を漏れなくカバーし、導 電性ボールの充填ミスの発生率を極めて小さくできる。
[0011] また、本発明では、マスク上の限られた区域に保持すべき導電性ボールの数は、マ スク全体の開口に対し一様に充填するために要求される微小粒子の量に比較すれ ば非常に少なくて良い。したがって、マスク上を移動することにより損傷する可能性の ある導電性ボールの量は少なくなり、充填する際にロスになる導電性ボールの量は 少なくなる。
[0012] さらに、マスクの上を往復動するだけのスキージであると、同じ領域を完全に重複し てスキージが動くので、最初のスキージの通過を除くと、その後のスキージの動きによ つては充填ミスの開口にボールが充填されるだけである。したがって、往復動の場合 は、最初の一回または数回を除き、スキージによりボールを繰り返し移動して充填ミス を減らそうとすると、ボールの損傷だけが進み、この点でもボールのロスが大量に発 生しやすい。
[0013] 本発明においては、充填率の高い区域を、その軌跡の一部が重複するように動か すことで、マスクの表面全体を漏れなくカバーする。したがって、区域の移動により、 新たに充填される開口が表れる。このため、区域内に導電性ボールを供給する手段 を設け、区域を移動しながら充填された導電性ボールに相当する量を補充すること により、区域内に保持される導電性ボールを新鮮な状態に保つことができる。あるい は、新しい導電性ボールが区域に補充されて力 マスクの開口に充填され、基板の 上の所定の位置に配置されるまでのライフタイム（消費されるまでの時間）を短くでき 、マスクの開口に充填されるまでの導電性ボールのライフタイムのばらつきを小さくで きる。このため、本発明によれば、基板の所定の位置に、一様に品質の良い導電性 ボールを配置することができ、導電性ボールを基板に搭載する作業の歩留まりを改 善できる。
[0014] 区域あるいはヘッドの軌跡を一部重複させて、マスクの表面全体をカバーするため には、区域をジグザグ状に、またはサインカーブを描くように移動させることができる。 区域を螺旋状または渦巻き状に移動しても良い。軌跡の隣接する部分の重複率を 5 0%あるいはそれ以上にすることにより、最終的には、区域により、マスクの表面を 10 0%あるいはそれ以上の重複率でカバーできる。一方、軌跡の隣接する部分の重複 率を高くすると、区域の移動に伴い開口に充填されるボールの数は減り、ライフタイム が長くなり、ボールが損傷する確率が高くなる。したがって、軌跡の重複率は 50%程 度であることが望ましぐマスクの開口に対し、品質の高い導電性ボールをミスなく充 填できる確率が向上する。
[0015] 導電性ボールとマスクの開口との干渉によるボールの品質低下を防止するなどの 点から、導電性ボールは、重力、すなわち自重により、マスクの開口に落下するように 充填されることが望ましい。導電性ボールを一方向に押し続けると、多数のボールが 集中することにより、ボール同士が干渉して開口に落下しなくなる可能性がある。さら に、そのような状態のボールをスキージで強制的に開口に押し込むことは好ましくな い。本発明においては、導電性ボールを区域に保持することにより、その区域を任意 の方向に移動することが可能となる。それと共に、区域の移動方向を適度に変えるこ とにより、導電性ボールが区域内に極端に偏在することを抑制できる。したがって、自 重による、導電性ボールの開口への充填を促進できる。
[0016] 区域に導電性ボールをホールドする 1つの方法は、その区域力 ボールが逃げな いように区域を囲うことである。し力しながら、区域力 ボールが完全に逃げないよう に囲う努力は幾つかの問題を発生させる。例えば、スキージなどのボールを移動する 手段がマスクの表面に完全に密着するように圧力をかける必要があり、それにより、 開口に充填されたボールが飛び出したり、マスクが損傷したりする可能性がある。ま た、万一、ボールが区域力 逃げ出した場合は、そのボールがマスクに残ったり、迷 いボールとなって基板の予期しないところに付着する要因となる。
[0017] そこで、本発明においては、ヘッドにより、区域の周辺から区域に向力つて導電性 ボール^^めることにより、区域に導電性ボールの集団を保持する。すなわち、本発 明の 1つの形態は、基板に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマス クを、基板にセットする工程と、マスクの表面に沿って移動可能なヘッドにより、導電 性ボールをマスクの表面の一部の区域に、その区域の周囲力も集めると共に、その 区域を移動する充填工程とを有する搭載方法である。また、本発明の 1つの形態は、 マスクの表面の一部の区域に導電性ボールの集団を保持するためのヘッドと、ヘッド をマスクの表面に沿って移動するように支持するヘッド支持手段とを有する充填装置 である。
[0018] 区域の移動方向に関わらず、区域に向力つて導電性ボールを集めやすい区域の 形状は、円または円に外接する多角形である。例えば、区域に向力つて周囲の導電 性ボールを掃き集めるようにヘッドを振動させることができる。また、ボールを充填す るための区域に向力つてヘッドからエアーなどの気体を吹き出すことにより、導電性 ボールを掃き集めることができる。導電性ボールを集めるための好ましい方法の 1つ は、ヘッドを回転させることにより、ヘッドの中心の区域に向力つて導電性ボールを動 力して導電性ボールを集めることである。ヘッドを、マスクに対して垂直な軸を中心に 回転させながら、垂直な軸をマスクの表面に沿って移動し、ヘッドの回転により導電 性ボールを区域に集めることにより、導電性ボールの集団を区域に保持しながら移 動させることができる。
[0019] 本発明の充填装置のヘッド支持手段は、ヘッドをマスクに対して垂直な軸を中心に 回転する手段と、垂直な軸をマスクの表面に沿って移動する手段とを備えていること が望ましい。また、ヘッドは、当該ヘッドの回転により、ヘッドの回転中心の回りの同 心円状の円形の区域（内円）の方向に導電性ボールを移動させる、導電性ボールを 集める手段を備えていることが望ましい。導電性ボールを集める手段は、磁性体ある いは帯電体であれば、その反発力を利用するものであっても良い。集める手段の好 ましいものの 1つは、ヘッド力も突き出た部材、または、気体の吹き出しにより、円形の 区域の周囲のマスクの表面を掃くためのスゥイーバである。スウイ一パは、導電性ボ ールを区域の方向に移動させる配置あるいは形状であれば良い。例えば、渦巻状に 湾曲した形状、半径方向に対して回転の中心に向 、た形状などがある。
[0020] ヘッドから突き出た部材の 1つの形態は、マスクの表面を掃く効果が得られるスキー ジと称されるものである。導電性ボールを集める円形の区域の接線方向に延びた形 態は、直線状の簡易な形状のスキージの 1つであり、複数のスキージを備えたヘッド を回転することにより、円形の区域の周囲にある導電性ボールに対して円形の区域 の方向に力をカ卩えることができる。さらに、複数のスキージを、それらの移動方向、す なわち、ヘッドの回転により移動する方向に多重に配置することにより、他のスキージ 力も漏れた導電性ボールを捕らえて、円形の区域の方向に確実に回収できる。
[0021] 区域の周囲力も導電性ボールを集めるために、ヘッド力も突き出た部材あるいはへ ッドカゝら吹き出された気体は、区域の周囲のマスクを基板に対して押さえる機能も果 たす。導電性ボールを搭載する基板が半導体デバイスのウェハあるいはワーク（ヮー クピース)である場合、基板は大型化する傾向にあり、それに合わせてマスクも大型 になる。一方、デバイスの集積化が進むに連れて、導電性ボールは小型化する傾向 にあり、導電性ボールの一例は、直径 30〜300 /ζ πι程度の半田ボール、金ボールま たは銅ボールである。したがって、ボールを基板に搭載する際に、マスクの歪みや反 りにより、基板とマスクとの間に発生する隙間の影響を少なくすることが重要となる。基 板は、裏側から吸引することにより面精度を出すことは比較的容易であるのに対し、 マスクは表も裏も補強できないので面精度を出すことが困難である。特に、マスクが 大型になると歪や反りを無くすことは難しくなり、ボールが小径になると、微小な隙間 にボールが入り込んで迷いボールとなる可能性がある。さらに、導電性ボールに対し てマスクは密着していることが望ましいが、基板にはボールを機械的および電気的に 接続するためのフラックスが印刷されている場合があり、基板にマスクを密着させるこ とが好ましくないこともある。
[0022] 本発明にお 、ては、マスク全体の平坦度ある 、は面精度を改善する代わりに、マス クの表面の一部である、区域の周囲を押さえることにより部分的に平坦度を改善する 。これにより、導電性ボールが充填される限られた区域内で、マスクの平坦度が改善 されるので、迷いボールの発生を未然に防止できる。また、区域内に導電性ボール を集めて保持することにより、マスクの他の領域で隙間があっても、迷いボールが発 生するのを防止できる。したがって、本発明の搭載方法および装置に用いられるマス クの 1つの形態は、ヘッドから突き出た部材あるいはヘッドから吹き出された気体によ り押さえられて平坦度が改善されるような柔軟性を備えたものである。
図面の簡単な説明
[0023] [図 1]図 1は、本発明のボールマウンタの概略構成を示す平面図。
[図 2]図 2は、ヘッドの概略構成を示す側面図。
[図 3]図 3は、ヘッドの構成を上方力も透力して示す図。
[図 4]図 4は、ヘッドの構成を断面により示す図。
[図 5]図 5は、スキージを拡大して示す図。
[図 6]図 6 (a)は、ヘッドにより構成される円形の区域の軌跡の一例を示す図であり、 図 6 (b)は軌跡の一部を拡大して示す図。 [図 7]図 7は、ヘッドにより構成される円形の区域の軌跡の他の例を示す図。
[図 8]図 8 (a)は、ヘッドにより構成される円形の区域の軌跡の他の例を示す図であり
、図 8 (b)は軌跡の一部を拡大して示す図。
[図 9]図 9 (a)は、ヘッドの異なる例を示す斜視図であり、図 9 (b)は、ヘッドの構成を 上方力 透力して示す図。
[図 10]図 10 (a)は、ヘッドのさらに異なる例を示す斜視図であり、図 10 (b)は、ヘッド の構成を上方力 透力して示す図。
[図 11]図 11 (a)は、ヘッドのさらに異なる例を示す斜視図であり、図 11 (b)は、ヘッド の構成を上方力 透力して示す図。
[図 12]図 12は、ヘッドのさらに異なる例を部分的に拡大した断面図により示す図。
[図 13]図 13は、ヘッドのさらに異なる例を部分的に拡大した断面図により示す図。
[図 14]図 14は、ヘッドのさらに異なる例の構成を上方力も透力して示す図。
発明を実施するための最良の形態
[0024] 図 1に、本発明の搭載装置の一例の概略構成を示してある。この搭載装置 1は、ボ ールマウンタと呼ばれ、半導体基板（ウェハまたはワークピース） 10の所定の位置に、 導電性のボールを配置するためのものである。現状のウェハ 10は、直径が 8インチま たは 12インチ程度のものが多い。基板 10に搭載される導電性ボールは微細化され ており、直径が lmm以下であり、直径が 10〜500 /ζ πι程度のボールを搭載すること が検討されており、現状では直径 30〜300 μ m程度のボールを搭載することが求め られている。導電性ボールには、半田ボール、金あるいは銀などの金属製のボール、 さらに、セラミック製のボールある 、はプラスチック製のボールに導電性のメツキなど の処理が施されたものが含まれる。
[0025] このボールマウンタ 1は、吸引などの方法により反りを矯正した水平な状態で基板 1 0をセットするための台盤 (テーブル） 2と、導電性ボールを基板 10の所定の位置に 配置するための複数の開口を備えたマスク 11を基板 10にセットするためのマスクノヽ ンドラー（マスクキャリア） 3と、マスク 11の開口に導電性ボールを充填するための充 填装置 5とを備えている。マスクハンドラー 3は、基板 10の上と、破線で示した退避位 置との間でマスク 11を移動するための搬送ユニット 31と、基板 10とマスク 11との位置 あわせを行うァライメントユニット 32とを備えている。マスク 11を基板 10にセットするた めのデバイスは、マスク 11の位置を固定し、基板 10が上下および Zまたは水平方向 に移動してマスク 11と基板 10とを位置あわせするものであっても良い。
[0026] マスク 11は、微小な導電性ボールが一つずつ挿入されるのに適したサイズの開口 を複数備えている。基板 10は、通常、複数の半導体デバイスが含まれており、マスク 11の複数の開口は、それらの半導体デバイスの所定の位置に導電性ボールを配置 するためのルールに従った繰り返しのあるデザインで形成されて 、る。マスク 11に設 けられたこれらの開口は、開孔、パターン孔、開口パターンなどと称されており、本明 細書においても、複数の開口を対象として説明するときはそれらを開口パターンと記 載することがある。
[0027] 充填装置 5は、基板 10にセットされたマスク 11の表面 11aに沿って移動し、マスク 1 1の開口に導電性ボールを充填するためのヘッド 20と、このヘッド 20をマスク 11の表 面 1 laの任意の方向に移動可能なように支持するヘッド支持装置 50とを備えて 、る 。ヘッド支持装置 50は、マスク 11に垂直な軸 55を中心に回転するように支持するモ ータ 56と、 Y方向に伸縮可能なアーム 53を介してモータ 56を支持するキャリッジ 52 とを備えており、キャリッジ 52はキャリッジシャフト 51に沿って X方向に移動する。した がって、支持装置 50のアーム 53、キャリッジ 52およびキャリッジシャフト 51〖こより、へ ッド 20は、マスク 11の表面 11aを X—Y方向の任意の位置にセットできる。また、この 支持装置 50により、ヘッド 20を、マスク 11の表面 11aに沿って任意の軌跡を描くよう に移動できる。
[0028] この搭載装置 1は、導電性ボールを配置するための複数の開口 12を備えたマスク 1 1を基板 10にセットする工程と、マスク 11の表面 11aに沿って移動するヘッド 20によ り導電性ボールをマスクの開口 12に充填する充填工程とを有し、基板 10の所定の 位置に導電性ボールを搭載する。以降においては、充填装置 5の構成および動作を 説明しながら、充填工程の処理の詳細についてさらに説明する。
[0029] 図 2に、充填装置 5のヘッド 20を側面力も見た様子を拡大して示してある。ヘッド 20 は、円盤状のスキージサポート 21と、このスキージサポート 21の下面 21aからマスク 1 1の表面 11aに向かって突き出た 6セットのスキージ 22とを備えている。スキージサポ ート 21の中心は、マスク 11に対して垂直方向に延びたシャフト 55に繋がって!/、る。 ヘッド 20は、モータ 56により、シャフト 55を中心として、スキージサポート 21を上方か ら見て時計方向に回転駆動される。このヘッド 20においては、モータ 56が軸 55を中 心としてスキージサポート 21をマスク 11の表面 1 laに沿って回転駆動する手段となり 、軸 55がアーム 53、キャリッジ 52およびキャリッジシャフト 51によりマスク 11の表面 1 laに沿って X— Yの任意の方向に移動される。したがって、ヘッド支持装置 50により 、ヘッド 20を回転しながら、ヘッド 20をマスク 11の表面 11aの上を任意の軌跡を描く ように移動できる。キャリッジ 52には、導電性ボールをシャフト 55の内部を介してスキ ージサポート 21の中心力もマスク 11の上に供給するボール供給装置 60が搭載され ている。
[0030] 図 3に、スキージサポート 21の下面に取り付けられた 6セットのスキージ 22の配置を 、スキージサポート 21を上方力も透力して見た状態で示してある。また、図 4に、へッ ド 20の構成を、スキージサポート 21の直径方向に切った断面により示してある。 6セ ットのスキージ 22は、それぞれが上方から見ると長方形になるように取り付けられた複 数のスウィープ部材 23を備えている。スウィープ部材 23は、マスク 11の表面 11aに 比較的柔ら力べ接し、表面 11aに残った導電性ボール 15を掃き集めることができるも のであれば良い。スウィープ部材 23としては、マスク 11の表面 11aに接するように曲 げられたワイヤー、マスク 11の表面 11aに接するような形状のゴムプレートあるいはス ポンジのような弾性部材、マスク 11の表面 11aに接する程度に伸びた無数のワイヤ 一を挙げることができる。
[0031] これらのスキージ 22は、回転シャフト 55と同心円状の内円 26の回りに、円周方向 に均等なピッチで、内円 26の接線方向の時計方向に、外円 27まで直線的に延びる ように配置されている。したがって、スキージ 22がマスク 11の表面 11aに接した状態 で、スキージサポート 21を上方から見て時計方向に回転させると、スキージ 22の進 行方向（回転方向）にある導電性ボール 15を、矢印 18のように、内円 26の方向に押 し払う。このため、マスク 11の表面 11aに残った導電性ボール 15は、内円 26の方向 に移動され、内円 26の内部に集められる。
[0032] 図 3および以下の図面において、内円 26および外円 27として示した区域は仮想的 なものである。しかしながら、このヘッド 20をマスク 11の表面 11aにおいて、ヘッド支 持装置 50により回転させながら移動すると、マスク 11の上に残った、内円 26と外円 2 7の範囲内の過剰な導電性ボール 15は、ヘッド 20の中心の内円 26の方向に集めら れる。複数のスキージ 22が、回転する方向（進行方向）に多重に配置されているので 、ヘッド 20が移動することにより内円 26の周囲に食み出した導電性ボール 15は次々 と移動先の内円 26の方向に集められる。したがって、ヘッド 20の回転中心の回りの 円形の区域 26に導電性ボール 15が保持され、ヘッド 20の移動と共に円形の区域 2 6が移動し、その中に保持された複数の導電性ボール 15の集団 16も移動する。この ように、本例の充填装置 5においては、ヘッド 20の中心の仮想的な円形の区域 26が 、導電性ボール 15の集団 16が保持されるマスク 11の表面 11aの一部の区域 26とな り、ヘッド 20の移動により、その区域 26が移動する。
[0033] 図 5に、スキージ 22の先端がマスク 11の表面 11aに接している状態を拡大して示し てある。各々のスキージ 22は、複数のスウィープ部材 23を備えており、それらがスキ ージ 22の進行方向に多重に配置されている。複数のスウィープ部材 23は、スキージ 22の進行方向に対して、マスクの表面 1 laに当たる先端が後退するようにサポート 2 1に取り付けられている。スウィープ部材 23は、マスク 11の上の導電性ボール 15を進 行方向 Aの内側の円形の区域 26の方向に軽く押す、あるいは掃くようにして移動す る。このため、ヘッド 20の内側の円形の領域 26に導電性ボール 15の集団 16が形成 され、維持される。区域 26に集められたボール 15は、自重により、その区域 26にある マスク 11の開口 12に落下し、開口 12にボール 15が充填される。基板 10の表面には 、マスク 11の開口パターン 12に対応して、予め半田付け用のフラックス 17がスクリー ン印刷されている。したがって、開口 12に充填された導電性ボール 15はフラックス 1 7に密着し、基板 10の所定の位置に仮固定される。導電性ボール 15が搭載された 基板 10は、その後、公知のリフロー過程を経ることにより、ボール 15が基板 10に固 定される。
[0034] この充填装置 5においては、円形の区域 26という限られた面積に充填するための ボール 15が常に集められる。したがって、区域 26に集められた導電性ボール 15の 状態を監視することにより、マスク 11の開口 12にボール 15が充填される状況を制御 することができる。例えば、区域 26に保持される導電性ボール 15は、開口 2に充填さ れることにより消費される。このため、消費されるボール量に基づいて、ボール 15はボ ール供給装置 60から区域 26の内部に投入される。例えば、時間当たりに消費される ボール量に基づいて、所定時間間隔でボール 15を供給することができる。したがつ て、区域 26の導電性ボール 15の集団 16の密度は維持され、ボール密度の低下に より開口 12に充填される確率が低下することは防止される。図 4に示したヘッド 20は 、区域 26のボール 15の密度を検出する光学センサー 65を備えており、所定時間間 隔でボールを供給しているにも関わらず、何らかの要因により区域 26のボール密度 が低下すると、キャリッジ 52に搭載されたボール供給装置 60から新 U、導電性ボー ル 15を区域 26に供給する。さらに、ボール 15を定期的にリニューアルする機構を設 けることも可能である。長時間にわたりマスク 11の開口 12に振り込まれずに移動して いるだけの状況が続くと、ボール 15は、接触や磨耗などの要因により損傷する可能 性がある。区域 26に保持されたボール 15を回収して、そのような品質が劣化したボ ールを除去し、正常なボール 15のみを充填用の区域 26に戻すことができる。
[0035] ボール 15を保持しながら移動する区域 26の適切な面積は、導電性ボールの直径 、マスク 11の開口の密度などの条件により変わる。導電性ボール 15の直径が 10〜5 00 μ m程度であれば、直径が 10〜100mmの円形の区域 26をマスク上に形成でき るヘッド 20を用いることが望ましい。ボールを保持するための区域 26が小さ過ぎると 、マスク全体の開口にボールを充填するために要する時間が増大する。したがって、 区域 26の直径は 10mm以上が好ましい。一方、区域 26が大き過ぎると、区域 26の 内部におけるボール 15の移動が不十分になり、区域 26の内部に保持されるボール 15の密度のムラが大きくなる。したがって、区域 26の直径は 100mm以下が好ましい 。円形の区域 26のより好ましい範囲は、 20〜60mmである。
[0036] ヘッド 20の回転速度が低すぎると、区域 26の内部におけるボール 15の移動が不 十分となり、ボール 15の充填ミスが発生する可能性が上がる。したがって、ヘッド 20 の回転速度は、 lOrpm以上が好ましい。一方、回転速度が速すぎると、ボール 15の 移動速度が速くなり、ボール 15が開口 12に落ち込まないで通過する確率が高くなり 、充填ミスが発生する可能性が上がる。したがって、ヘッド 20の回転速度は、 120rp m以下が好ましい。さらに好ましいヘッドの回転速度の範囲は、 30〜90rpmである。 例えば、本例の充填装置 5においては、ヘッド 20は、ボールが集められる円形の区 域 26の直径は 40mm、回転数は 45rpmである。
[0037] 図 6から図 8に、マスク 11の表面 11aをカバーするように、円形の区域 26を移動す るための軌跡の幾つかの例を示している。充填装置 5のヘッド支持装置 50は、マスク 11の表面 1 laを XY平面として、その XY平面の任意の方向にヘッド 20を移動できる 。また、ヘッド 20の移動方向を、動的に任意に変えることができる。さらに、ヘッド 20 は、ヘッド 20の移動方向に関わらず、回転することにより円形の区域 26の中に導電 性ボール 15魏めて保持できる。このため、充填装置 5は、円形の区域 26に導電性 ボール 15を保持した状態で、区域 26をマスク 11の表面 11aの任意の方向に移動す ることができ、また、その移動方向を任意に、動的に変えることができる。
[0038] 図 6 (a)は、ヘッド 20をマスク 11の表面 11aの上を螺旋状または渦巻き状の軌跡を 描くように移動した例を模式的に示したものである。ヘッド 20の移動により、ボール 1 5を充填するため円形の区域 26も、螺旋状または渦巻き状の軌跡 71でマスク 11の 表面全体を移動し、基板 10の所定の位置に導電性ボール 15を配置する。螺旋状ま たは渦巻き状の軌跡 71は、基板 10が円形であったり、マスク 11が円形であったり、 導電性ボール 15を充填する全体の領域が円形である場合に適している。
[0039] なお、図 6 (a)には、区域 26の移動の軌跡 71を、回転中心が移動する線で代表し て示している。また、分かりやすくするために、ヘッド 20と区域 26とを共に同じ円で示 しているが、上述したように区域 26はヘッド 20と同心円状に形成されるものであり、 同じ大きさになるものではない。し力しながら、区域 26はヘッド 20と同心円状に構成 されるので、それらが移動する際の中心の軌跡は同じになる。また、本明細書におい て、区域 26の軌跡とは、中心の移動を示すものではなぐ区域 26がマスク 11の表面 11aを移動した幅を持った跡あるいは経路を示す。さら〖こ、区域 26の軌跡は、物理 的には、マスクの開口 12に導電性ボール 15が充填されているという結果によって跡 が残ると言えるとしても、マスク 11の表面 11aに何らかの痕跡を示すものでなくても良 い。区域 26の軌跡の具体的な形態の 1つは、充填装置 5のヘッド支持装置 50にお V、て、ヘッド 20を自動的に移動するためのプログラムある 、は関数として与えられる ものである。
[0040] 図 6 (b)に軌跡 71の一部を拡大して示してある。区域 26によりマスク 11の表面 11a の全体を漏れなくカバーするために、充填装置 5のヘッド支持装置 50により、ヘッド 2 0は、区域 26の軌跡の一部が重複するように動力される。この例では、軌跡 71の隣 接する部分 T(n)および Τ(η+ 1)がほぼ 50%重複するような軌跡 71が選択されてい る。この軌跡 71によりヘッド 20を移動することにより、区域 26は、結果として、マスク 1 1の表面全体を 100%の重複率で移動し、マスク 11の開口 12にボール 15を充填す る。
[0041] 図 7に、ヘッド 20および円形の区域 26の軌跡の異なる例を示してある。この例では 、ヘッド 20を動力して、区域 26を、ジグザク、サインカーブまたは蛇行するような軌跡 72を描くように移動し、区域 26によりマスク 11の表面 1 laの全体をカバーして!/、る。 この軌跡 72を採用する場合も、上記と同様に、軌跡 72の隣接する部分の重複率を 適当にセットすることが望ましい。
[0042] 図 8 (a)は、円形の基板 10の代わりに、長方形の電子回路基板 80に、全体が長方 形の充填領域を備えたマスク 81をセットして、導電性ボール 15を配置する例を示し てある。この例では、ヘッド 20を動力すこと〖こより、区域 26を、ジグザグ、サインカーブ または蛇行するような軌跡 73を描くように移動し、区域 26によりマスク 81の表面 81a の全体をカバーしている。図 8 (b)に示すように、軌跡 73を採用する場合も、軌跡 73 の隣り合う部分 T(n)および Τ(η+ 1)を 50%程度重複することが望ましい。ジグザグ な軌跡 73は、方形の充填領域をカバーするのに適した軌跡の 1つである。また、方 形の外周に沿ったルートを描く螺旋状の軌跡も、方形の充填領域をカバーするのに 適した軌跡の 1つである。
[0043] マスク 11の開口パターン 12への充填漏れを防止するためには、区域 26を、重複 率の高い軌跡を描くように移動することが望ましい。一方、軌跡の重複率が高いと、 ボール 15を基板 10の全体に配置するために要する処理時間が長くなる。また、軌跡 の重複率が高いと、ボール 15の消費量が低下し、ボールが長時間にわたり区域 26 に存在することにより損傷する確率が上がる。このため、区域 26は、重複率は 10〜9 0%の範囲の軌跡を描くように動かすことが好ましい。区域 26は、重複率は 30〜70 %の範囲の軌跡を描くように動かすことがさらに好ましい。重複率が 50%の軌跡は、 区域 26を移動するための最適な軌跡の 1つである。
[0044] また、ヘッド 20の移動速度は、遅過ぎると、ボール 15を基板 10の全体に配置する ために要する時間が力かり過ぎる。一方、ヘッドの移動速度が速過ぎると、ボール 15 が開口 12に落ち込まないうちに区域 26が通過する確率が高くなる。したがって、へッ ド 20の移動速度は、 2〜60mmZsの範囲が好ましぐさらに、 5〜40mmZsの範囲 であることが好ましい。本例の充填装置 5においては、ヘッド 20の移動速度は 20mm Zsに設定してある。
[0045] このように、ボールマウンタ 1において採用されている充填装置 5においては、マス ク 11の表面 1 laの内、ヘッド 20の内円の区域 26と!、う限られた部分に導電性ボール 15を保持する。それと共に、ヘッド 20を動かすことにより、区域 26を、その軌跡 51の 一部が重複するようにマスクの表面 1 laを移動しながら、導電性ボール 15をマスク 11 の開口 12に充填し、ボール 15をワークである基板 10の所定の位置に配置する。こ の充填装置 5においては、開口に充填されなかったボールをマスク上から逃がすの ではなぐ次の開口に充填するためにマスク上でボールを集めるので、導電性ボー ル 15の無駄あるいは浪費を防止できる。したがって、マスク 11の全面をスキージで払 いながら開口 12にボール 15を充填する方式と異なり、膨大な量のボール 15を一度 に供給しなくても、充填の対象となる区域の開口（開口密度）に対して、十分な量 (十 分に過剰な量）のボール 15の集団 16により、その区域を覆うことができる。すなわち 、マスクの表面の一部の小さな区域 26において、その周辺の過剰なボールを集めな がら、また、消費されたボールを追カ卩しながら、その区域 26の開口 12に対して、ボー ル 15の十分な過剰率を維持する。この方法により、マスク全体の開口 12に対して、 ボールのロス率を低くし、ボール 15の浪費を防ぐと共に、高い充填率を得ることがで きる。
[0046] また、充填するための区域 26を、その軌跡の一部が重複するように移動することに より、区域 26の移動に伴って常に新しいボール 15を供給することが可能になる。した がって、新しいボール 15が供給されて力 基板 10に配置されるまでの時間（この明 細書ではライフタイム）を短くでき、また、基板 10に配置される導電性ボール 15のライ フタイムをある程度均等にできる。したがって、基板 10に配置される導電性ボール 15 の鮮度を一様に、高く保つことができ、損傷の少ない導電性ボール 15を基板全体に 配置できる。
[0047] さらに、充填装置 5のヘッド 20は、スキージサポート 21を回転することにより、ヘッド 20の移動方向に左右されずに導電性ボール 15を内側の円形の区域 26に集めるこ とができる。したがって、ヘッド 20のボール 15を内円の区域 26に集める機能 (能力） は、ヘッド 20をマスク 11の上の X—Yのいずれの方向に動かしても変わらない。この ため、ヘッド 20の移動中は常に、区域 26の周囲のマスク 11の上の過剰なボール 15 が内円の領域 26に集められる。さらに、内円の区域 26の一部にボール 15が片寄つ て集合することもなぐ内円の区域 26の全体のボール 15の分布がほぼ一様になり、 2 次元の広がりを持った区域 26の全体で開口パターン 12に対して導電性ボール 15が 充填できる。区域 26の内部では極端なボール 15の集中がなぐボール 15の過剰率 や分布の極端な不均衡がなぐほぼ一定に近い。このため、区域 26を、その軌跡の 一部が重なるように移動させることで、軌跡の全部を重複させなくても、充填ミスを確 実に減らすことができる。
[0048] 回転することにより導電性ボール 15に対して区域 26の方向に移動する力をカ卩える ヘッド 20は、本発明の最も好ましい実施例の 1つである。区域 26の方向に導電性ボ ール める方式として、ヘッドを振動させて、ヘッドの下に付いたスキージにより ボール 15を区域 26の方向に掃き集める方式を挙げることができる。この方式では、 振動する方向および数、スキージの形状により、区域 26は円に限らず、円に外接す る多角形になると考えられる。区域 26の形状が多角形の場合、ヘッドの移動方向に よっては、ボール 15を収集する能力に優劣が発生する可能性がある。これに対し、 円形の区域 26は、ヘッド 20の移動方向にボール 15を収集したり保持したりする能力 に優劣は生ぜず、ヘッド 20の移動方向を任意に選択できる点で優れて 、る。
[0049] 充填装置 5のヘッド 20のスキージ 22は、充填用の区域 26の周囲からボール 15を 集めると共に、マスク 11の充填用の区域 26に対応する部分を押さえて、平坦にする 機能（能力）を備えている。スキージ 22は、図 3に示すように、ヘッド 20の内円 26と外 円 27の間、すなわち、円形の区域 26の周囲 28に配置されている。スキージ 22の先 端は、マスク 11の表面 11aに残存するボール 15を残さないように集めるために、マス ク 11の表面 11aに適当な圧力により押し付けられる。したがって、マスク 11の区域 26 の部分に反りあるいは歪みがあっても、区域 26の周囲 28の部分をスキージ 22により 押さえることにより、平坦 (水平)な状態に矯正できる。
[0050] マスク 11は、ボールが重複して充填されないようにするため、ボール 15と同程度の 厚みの薄板状の部材である。したがって、反りや歪みが発生しやすい反面、スキージ 22をマスク表面 11aに適度な圧力で押し付けることにより、反りや歪は矯正できる。マ スク 11に反りや歪があると、基板 10とマスク 11との間に隙間が発生する。基板 10は、 平行度の高いテーブル 2に真空吸着方式により保持すれば、反りや歪みを矯正でき 、表面を平行にできる。したがって、スキージ 22でマスク 11の表面 11aを押して区域 26の部分の歪みや反りを矯正することにより、マスク 11と基板 10との間に隙間が発 生するのを防止でき、この隙間力もボール 15が迷い出てしまうことを防止できる。
[0051] 基板に装着されるボールの径が数 mmあるいはそれ以上の場合、マスクの厚みも 数 mmであり、マスクの強度も高い。したがって、反りや歪が発生しにくぐまた、その 反りや歪が存在したときに、スキージで加えられる圧力程度で反りを強制することは 容易ではない。さらに、ボール径が数 mmであれば、基板とマスクとの間の隙間を m m単位で調整できれば隙間力もボールが迷い出ることはない。し力しながら、ボール の径が μ m単位になると、基板とマスクとの間の隙間も μ m単位で調整しなければな らない。また、マスク 11と基板 10との間に隙間を発生させないためには、マスク 11を 基板 10に完全に密着することが望ましいが、基板 10にはボール 15を固定するため のフラックス 17が印刷されている。したがって、マスク 11と基板 10とを完全に密着す ることは好まし ヽとは 、えな 、。
[0052] ボールを一方または往復動させるだけのスキージの場合、マスクのスキージが当た つている部分は、マスクの歪みや反りを矯正できる力もしれない。し力しながら、スキ ージにより押されてボールが溜まって 、るマスクの部分を矯正することができず、そこ に基板とマスクとの間にボールが移動できる程度の隙間があれば、マスクの開口に充 填されたボールはマスクを通り抜けてしま 、、基板の所定の位置にボールを配置でき ない。それどころか、マスクを通り抜けたボールは、基板の表面を迷走して意図しない ところに配置されたり、マスクと基板との間に挟まり、他の開口にボールが充填される のを阻害する要因にもなる。
[0053] これに対し、本例の充填装置 5のヘッド 20のスキージ 22により、導電性ボール 15が 存在する区域 26の周囲を押さえる。このため、導電性ボール 15が存在する区域 26 においては、マスク 11の水平度が矯正され、マスク 11と基板 10とを平行に保ち、こ れらの間の隙間をボール 15が流出しない程度の値にすることができる。ヘッド 20力 S 移動した後の部分ではマスク 11は湾曲したり、反つたりした状態に戻る可能性がある 。し力しながら、導電性ボール 15は、区域 26に集められて、ヘッド 20と共に移動する 。このため、ヘッド 20が移動した後には導電性ボール 15は残されておらず、マスク 1 1が歪んだり反ったりしていても、導電性ボール 15が迷い出る心配はない。さらに、マ スク 11の開口 12に充填された導電性ボール 15は、基板 10の表面のフラックス 17に より所定の位置に保持される。したがって、ヘッド 20が移動してマスク 11が基板 10の 表面力 浮き上がってしまうような状態になっても支障はない。このように、本例の充 填装置 5においては、マスク 11の反りや歪みの影響を受けずに、微小粒子をワーク 1 0の所定の位置にミスなく確実に配置できる。
[0054] スキージ 22を構成する部材 23は、半導体デバイスの接続端子として機能する導電 性ボールなどの微小粒子を適度な力で押して、区域 26に向力つて掃き集めることが できるものであれば良い。さらに、このスウィープ部材 23は、いったん開口 12に挿入 されたボール 15を搔き出さない程度の弾性を備えたものであることが望ましい。適当 なスウィープ部材 23の 1つは、図 3から図 5に示した、スキージ 22の長手方向に延び た榭脂製ある!/、は金属製のワイヤーである。マスク 11の表面に沿って長手方向に延 びたワイヤーの両端を U字型に曲げてスキージサポート 21に取り付けた構成の部材 23は、 U字型のワイヤーの腹の部分がマスク 11に接する。したがって、 U字型のワイ ヤー 23は、マスク 11に損傷を与えず、適当な弾性を持った状態でマスク 11に押し付 けられ、マスク 11の孔に入って 、るボール 15をワイヤーの先端で搔き出すことがな!ヽ 。さらに、 U字型のワイヤー 23は、スキージ 22の進行方向に対して直交する方向に 延びているので、ボール 15を押し払う部材として適している。 1つのスキージ 22に多 重あるいは多層に配置されたワイヤー 23は、マスク 11に柔軟に接しながら、確実に ボール 15を掃き集めるのに適している。また、ヘッド 20の円形の区域 26の回りに配 置された複数のスキージ 22は、区域 26の周囲力も満遍なくボール 15を集め、さらに 、マスク 11の、区域 26の周囲の部分を確実に押さえるために適している。
[0055] 図 9から図 14に、ヘッドの異なる例を示してある。図 9 (a)は、異なる例のヘッド 20a を底面の側力も見た状態を示し、図 9 (b)は、ヘッド 20aをスキージサポート 21の上方 力も透かして見た状態で示してある。このヘッド 20aは、スキージサポート 21と、その 下面 21aからマスク 11の表面 11aに向力つて突き出た 12本のスキージ 22aとを備え ている。このヘッド 20aは、上述したヘッド 20に代わり充填装置 5のヘッド支持装置 5 0に取り付けて使用できる。各々のスキージ 22aは、極細のワイヤーが複数本束ねら れたものであり、その両端 22rを力しめることにより 1本のスキージとして機能するよう に構成されている。スキージ 22aは、全体が U字状に成形され、サポート 21の裏面 2 laの内円 26の回りに、内円 26の接線方向にほぼ延びるように取り付けられて！/、る。
[0056] 図 10 (a)は、さらに異なる例のヘッド 20bを底面の側力も見た状態を示し、図 10 (b )は、ヘッド 20bをスキージサポート 21の上方力も透かして見た状態で示してある。こ のヘッド 20bは、スキージサポート 21と、その下面 21aからマスク 11の表面 11aに向 かって突き出た 7セットのスキージ 22bを備えている。このヘッド 20bは、上述したへッ ド 20に代わり充填装置 5のヘッド支持装置 50に取り付けて使用できる。これらのスキ ージ 22bは、ポリイミドの薄板を U字状にして複数枚を積層したものである。このタイ プのスキージとしては、榭脂製あるいは金属製の薄板を単体で用いるもの、あるいは 積層して用いるものが挙げられる。マスク 11との間で発生する可能性のある静電気の 影響を避けるためには、スキージの好適な例は金属製のものである。また、プラスチ ック製のスキージは、表面に銅箔などの導電性の薄膜によりコーティングしたり、炭素 を含有することにより導電性を与えることが望まし 、。マスク 11に接するスキージの先 端の部分は、エッジであっても良い。スキージが薄膜により構成される場合は、その 薄膜を折り返すことにより、折り返した面がマスク 11に接するようにしても良 、。
[0057] 図 11 (a)は、さらに異なる例のヘッド 20cを底面の側力 見た状態を示し、図 11 (b) は、ヘッド 20cをスキージサポート 21の上方力 透かして見た状態で示してある。この ヘッド 20cは、スキージサポート 21と、その下面 21aからマスク 11の表面 11aに向力 つて突き出た 6セットのスキージ 22cを備えている。これらのスキージ 22cは、ほぼ直 方体状に形成された導電性のスポンジにより構成されている。このヘッド 20cも、上述 したヘッド 20に代わり充填装置 5のヘッド支持装置 50に取り付けて使用できる。
[0058] スキージの他の例としては、榭脂製あるいは金属製の極細のワイヤーをブラシの毛 のようにスキージサポート 21に取り付けたものを挙げることができる。また、スキージの セット数は、上記に限定されるものではない。さらに、内円 26の接線方向にスキージ をセットすることは、本発明の好ましい形態の 1つであるが、本発明は、その形態に限 定されるものではない。スキージの形態は、ヘッド 20を回転することより内円 26の方 向にボール 15を掃き集めるスゥイーバとして機能するものであれば良い。例えば、内 円 26の接線方向に対して、斜めに配置しても良ぐスキージ自体を湾曲させたり、螺 旋状にしたりすることが可能である。
[0059] 図 12は、さらに異なるヘッド 20dの構成を示している。このヘッド 20dは、ボール 15 を掃き集めるための気体 91をマスク 11の表面 11aに吹き付けるエアーノズル 92を備 えている。このヘッド 20dも、上述したヘッド 20に代わり充填装置 5のヘッド支持装置 50に取り付けて使用できる。エアーノズル 92は、スキージの代わりにサポート 21に取 り付けられるものである。エアーノズル 92の一例は、上記の図面に示した各タイプの スキージと同様に、サポート 21の裏面 21aの内円 26の接線方向に外円 27まで延び た直線状のノズル端 93を備えたものである。このノズル端 93には、焼結金属製など のフィルタ 94が取り付けられており、フィルタ 94を通してエアー 91がマスク 11の表面 11aに向かって斜め下方に噴出する。したがって、吹き出されたエアー 91は、マスク 11の表面 11aを内円 26の方向に向かって流れる。このため、エアー 91により導電性 ボール 15を内円の区域 26の方向に吹き払いながら、ヘッド 20を移動できる。さらに 、マスクの表面 11aに吹き付けられるエアー 91の圧力により、ボールを充填する区域 26の周囲のマスクの表面 1 laを押さえ、マスク 11の歪みや反りを矯正できる。
[0060] エアーノズル 92のエアー吐出部は、フィルタ 94に代わり、スリットや微小な円柱状 の孔の集合により構成しても良い。また、エアー 91に代わり、窒素ガスあるいはアル ゴンガスと ヽつた不活性ガス、あるいは導電性ボールの帯電性を制御するためにィォ ン化した気体を用いることも有効である。 [0061] エアーなどの気体を吹き出すタイプのヘッド 20dにおいては、エアーの圧力により ボール 15を駆動できる。したがって、充填装置 5は、ヘッド支持装置 50によりヘッド 2 Odを任意の方向に動かすだけで、ヘッド 20dを回転させなくても、充填するための区 域 26にボール 15を集めることができる。ヘッド 20dを回転して内円の区域 26にボー ル 合させることもできる。このため、気体を吹き出すタイプのヘッド 20dのみを 用いる充填装置 5は、ヘッドを回転駆動するモータ 56を省くことが可能であり、ヘッド 支持装置 50の構成を簡易にできる。
[0062] 図 13に、エアーを吹出すタイプのヘッドの異なる例を示してある。このヘッド 20eは 、スキージサポート 21と、その下面 21aからマスク 11の表面 11aに向かって突き出た スキージタイプのノズル 92を備えている。ノズル 92は、例えば、ゴムなどの弾性のあ る部材により形成されており、マスク 11の表面 11aに接してマスクを押さえる。ノズル 9 2は内側に向いた吹出し口 93を備えており、内側に向力つてエアー 91を放出するこ とにより導電性ボール 15を区域 26に集める。このヘッド 20eも、上述したヘッド 20に 代わり充填装置 5のヘッド支持装置 50に取り付けて使用できる。また、吹き出すエア 一 91により導電性ボール 15を移動できるので、ヘッドを回転させずに導電性ボール 15をはき集めることができるタイプでもある。
[0063] なお、図 13に示した基板 10は、その表面に導電性の層 10aを備えており、さらに、 導電性の層 10aが保護膜 13でカバーされ、導電性ボール 15が装着される部分のレ ジスト 13がエッチングなどにより除去されている。したがって、マスク 11はレジスト層 1 3と密着するように基板 10の上にセットできる。そして、マスク 11の開口 12に充填され た導電性ボール 15が基板の表面 10aに電気的なコンタクトをもった状態で装着され 、個々の導電性ボール 15が接続端子として機能する。
[0064] 図 14に、ヘッドのさらに異なる例をスキージサポートの上方力も透かして見た状態 を示してある。このヘッド 20fは、方形のスキージサポート 21と、そのスキージサポート 21の裏面 21aからマスク 11の表面 11aに向かって延びた平面視が V字状の 2セット のスキージ 22fとを備えている。 V字状の 2セットのスキージ 22fは、その間に方形の 区域 26が形成されるように向か 、合ってサポート 21に取り付けられて 、る。したがつ て、ヘッド 20fを図面の左右方向に振動することにより導電性ボール 15はスキージ 2 2fの間の区域 26に集められ、その区域 26の中で自重により導電性ボール 15はマス ク 11の開口 12に充填される。また、区域 26の周囲のマスク 11の表面 11aはスキージ 22fにより押さえられるので、マスク 11の歪みなどは矯正される。ヘッド 20fは、振動し ながら導電性ボール 15を区域 26の中に保持したまま、 XY平面の任意の方向に移 動できる。そして、スキージ 22fを振動させながら導電性ボール 15を集める動作を行 うので、区域 26の内部における導電性ボール 15の分布の偏りを減らすことができる。
[0065] 本発明において、導電性ボール 15が集められる区域 26の形状は、ヘッドが回転あ るいは振動（揺動）し、さらに、ヘッドが任意の方向に進むので、ほとんどの場合は、 明確な境界をもった幾何学的な図形にならない。し力しながら、ヘッドが回転しながら ボール^^めるタイプは、区域 26は略円形ということができる。また、ヘッドが振動し ながらボールを集めるタイプは、区域 26は、スキージの形状に依存した円形または 円形に外接する多角形ということができる。本発明の多角形は、正方形に限定されず 、三角形、さらには、 5角形以上の多角形を含む。
[0066] なお、上述したヘッドは本発明に含まれる幾つかの例であり、本発明は上記に限定 されるものではない。本発明のヘッドは、 2次元的な、限られた広がりを備えた区域に 充填用の導電性ボールを集団で保持しながら、マスクの表面を移動するものであり、 その好適な 1つの形態は、充填用の区域の周辺力も導電性を掃き集められるもので ある。そして、ヘッドを、その軌跡の一部が重複するようにマスクの表面を移動するこ とにより、マスク全体の開口に効率よく導電性ボールを充填でき、充填ミスを減らすこ とがでさる。
[0067] 本例のボールマウンタ 1は、マスクハンドラー 3と充填装置 5とを搭載している力 さ らに、基板 10を搬送してテーブル 2にセットする装置、基板 10の表面にフラックスを 塗布する装置などを共に搭載することも可能である。これらの装置により、マスクをセ ットする工程およびボールを充填する工程に先立ち、基板をテーブルにセットするェ 程、フラックスを塗布する工程などを行うことが可能である。そして、これらの工程をシ リーズで行なうシステムを提供することも可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 基板に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスクを、前記基板に セットする工程と、
前記マスクの表面に沿って移動するヘッドにより、前記導電性ボールの集団を前記 マスクの表面の一部の区域に保持し、さらに、その区域の軌跡の一部が重複するよう に、前記区域を移動する充填工程とを有する導電性ボールの搭載方法。
[2] 前記充填工程では、前記区域を、ジグザグ状または螺旋状に移動する、請求項 1 に記載の搭載方法。
[3] 前記充填工程では、前記ヘッドにより、前記区域の周辺力も前記区域に向力つて 前記導電性ボール魏める、請求項 1に記載の搭載方法。
[4] 前記区域は、円または円に外接する多角形である、請求項 1に記載の搭載方法。
[5] 前記充填工程では、前記ヘッドを、前記マスクに対して垂直な軸を中心に回転させ ながら、前記垂直な軸を前記マスクの表面に沿って移動し、前記ヘッドの回転により 前記導電性ボールを前記区域に集める、請求項 1に記載の搭載方法。
[6] 前記充填工程では、前記ヘッドを、前記マスクに対して垂直な軸を中心に回転させ ながら、前記垂直な軸を前記マスクの表面に沿って移動し、前記ヘッドの回転中心と 共に移動する円形の前記区域の周囲の前記マスクの表面を、前記ヘッドから突き出 た部材、または、気体の吹き出しにより掃いて、前記導電性ボールを前記区域に集 める、請求項 1に記載の搭載方法。
[7] 前記充填工程では、前記ヘッドから突き出た部材、または、気体の吹き出しにより、 前記マスクの前記区域の周囲を押さえる、請求項 6に記載の搭載方法。
[8] 前記充填工程では、前記ヘッドを、前記マスクに対して垂直な軸を中心に回転させ ながら、前記垂直な軸を前記マスクの表面に沿って移動し、前記ヘッドから前記マス クの表面に向力つて突き出たスキージにより、前記区域の周囲の前記マスクの表面を 掃ぐ請求項 1に記載の搭載方法。
[9] 前記充填工程では、前記スキージにより、前記マスクの前記区域の周囲を押さえる 、請求項 8に記載の搭載方法。
[10] 前記充填工程では、前記区域の周囲の前記マスクの表面を、前記ヘッドから吹き 出される気体により掃いて、前記導電性ボールを前記区域に集める、請求項 1に記 載の搭載方法。
[11] 基板に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスクを、前記基板に セットする工程と、
前記マスクの表面に沿って前記導電性ボールを移動するためのヘッドを、その軌 跡の少なくとも一部が重複するように移動する充填工程とを有する導電性ボールの 搭載方法。
[12] 基板に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスクを、前記基板に セットする工程と、
前記マスクの表面に沿って移動可能なヘッドにより、前記導電性ボールを、前記マ スクの表面の一部の区域に、その区域の周囲から集めると共に、その区域を移動す る充填工程とを有する導電性ボールの搭載方法。
[13] 導電性ボールを前記基板に配置するための複数の開口を備えたマスクを前記基板 にセットした状態で、前記複数の開口に前記導電性ボールを充填する装置であって 前記マスクの表面の一部の区域に前記導電性ボールの集団を保持するためのへ ッド、と、
前記ヘッドを前記マスクの表面に沿って移動するように支持するヘッド支持手段と を有する充填装置。
[14] 前記ヘッド支持手段は、前記ヘッドを、前記マスクの表面に沿って、ジグザグを描く 方向または螺旋を描く方向に、前記区域の軌跡の一部が重複するように移動する、 請求項 13に記載の充填装置。
[15] 前記ヘッド支持手段は、前記ヘッドを、前記マスクの表面に沿って、任意の方向に 移動可能である、請求項 13に記載の充填装置。
[16] 前記ヘッドは、前記区域の周囲から、前記区域に向けて、前記導電性ボールを集 める手段を備えている、請求項 13に記載の充填装置。
[17] 前記区域に、前記導電性ボールを供給する手段をさらに有する、請求項 13に記載 の充填装置。
[18] 前記導電性ボールは、直径 30〜300 μ m程度の半田ボール、金ボールまたは銅 ボールである、請求項 13に記載の充填装置。
[19] 請求項 13に記載の充填装置と、
前記基板に前記マスクをセットする装置とを有する搭載装置。
[20] 導電性ボールを前記基板に配置するための複数の開口を備えたマスクを前記基板 にセットした状態で、前記複数の開口に前記導電性ボールを充填する装置であって 前記マスクの表面の一部の区域に向けて、その区域の周囲から前記導電性ボール を集める手段を備えたヘッドと、
前記ヘッドを前記マスクの表面に沿って移動するように支持するヘッド支持手段と を有する、充填装置。
[21] 前記ヘッド支持手段は、前記ヘッドを、前記マスクの表面に沿って、任意の方向、 ジグザグを描く方向および螺旋を描く方向の内の少なくとも!/、ずれかの方向に移動 可能である、請求項 20に記載の充填装置。
[22] 前記ヘッド支持手段は、前記ヘッドを前記マスクに対して垂直な軸を中心に回転す る手段と、前記垂直な軸を前記マスクの表面に沿って移動する手段とを備えており、 前記導電性ボールを集める手段は、当該ヘッドの回転により、当該ヘッドの回転中 心を中心とする円形の前記区域の方向に前記導電性ボールを移動させる、請求項 2
0に記載の充填装置。
[23] 前記導電性ボールを集める手段は、前記ヘッドから突き出た部材、または、気体の 吹き出しにより、前記円形の区域の周囲の前記マスクの表面を掃くためのスウイーパ である、請求項 22に記載の充填装置。
[24] 前記スゥイーバは、前記ヘッドから突き出た部材、または、気体の吹き出しにより、 前記区域の周囲の前記マスクの表面を押さえる、請求項 23に記載の充填装置。
[25] 前記導電性ボールを集める手段は、前記ヘッドから前記マスクの表面に向力つて 突き出た、前記円形の区域の周囲の前記マスクの表面を掃くための複数のスキージ を具備する、請求項 22に記載の充填装置。
[26] 前記複数のスキージは、前記円形の区域の接線方向に延びている、請求項 25に 記載の充填装置。
[27] 前記複数のスキージは、それらの移動方向に多重に配置されている、請求項 25に 記載の充填装置。
[28] 前記複数のスキージは、前記円形の区域の周囲の前記マスクの表面を押さえる、 請求項 25に記載の充填装置。
[29] 前記導電性ボールを集める手段は、前記ヘッドから前記区域の周囲に気体を吹き 出し、前記導電性ボールを掃き集めるためのノズルを備えている、請求項 20に記載 の充填装置。
[30] 請求項 20に記載の充填装置と、
前記基板に前記マスクをセットする装置とを有する搭載装置。
[31] 導電性ボールを前記基板に配置するための複数の開口を備えたマスクを前記基板 にセットした状態で、前記複数の開口に前記導電性ボールを充填する装置であって 前記マスクの表面の一部の区域に前記導電性ボールの集団を保持するためのへ ッド、と、
前記ヘッドを、その軌跡の少なくとも一部が重複して移動するように支持するヘッド 支持手段とを有する充填装置。
[32] 請求項 31に記載の充填装置と、
前記基板に前記マスクをセットする装置とを有する搭載装置。
[33] 導電性ボールを基板に配置するための複数の開口を備えたマスクの表面に沿って 、前記マスクに対して垂直な軸を中心に回転しながら移動するヘッドであって、 前記ヘッドが回転すると、当該ヘッドの回転中心の回りの円形の前記区域の方向 に前記導電性ボールを集める手段を有するヘッド。
[34] 前記導電性ボールを集める手段は、前記ヘッドから突き出た部材、または、気体の 吹き出しにより、前記円形の区域の周囲の前記マスクの表面を掃くためのスウイーパ である、請求項 33に記載のヘッド。
[35] 前記スゥイーバは、前記突き出た部材または気体の吹出しにより、前記円形の区域 の周囲の前記マスクの表面を押さえる、請求項 34に記載のヘッド。
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