专利名称：焊球印刷装置以及焊球印刷方法
技术领域：
本发明涉及用于在半导体等基板的电极上通过印刷法形成焊料的印刷装置，特别 是涉及使用焊球进行印刷的焊球印刷装置以及焊球印刷方法。
背景技术：
在以往的焊球印刷装置中，提出了用于搭载将焊球向半导体等的基板上印刷的掩 模，将焊球向该掩模面上供给，将所供给的焊球从设置在掩模上的开口部塞入半导体等的 基板面上的各种各样的结构。例如，如专利文献1记载的那样，公开了结构如下的印刷装置，即，一面将向掩模 面上供给焊球的焊球供给部和为将供给到掩模面上的焊球从设置在掩模上的开口部塞入 基板面上而将设置在转移件上的多个线状部件向掩模面推压，一面使之在水平方向移动。另外，记载了在该印刷装置中，在掩模的左端具备焊球吸引口，由它吸引除去残留 在掩模上面的球。另外，在专利文献2中，公开了在使涂刷器头一面旋转，一面水平移动，将焊球向 掩模开口部转移的装置中，从设置在涂刷器头上部的计量部向涂刷器头的旋转轴部供给规 定量的焊球，从旋转轴向掩模面上供给焊球的情况。在上述专利文献1的结构中，在将掩模载置在工作台上时，在掩模的运入侧的入 口设置焊球供给装置，一面从供给装置向掩模面供给焊球，一面使掩模在工作台上移动。据此，将焊球均勻地分散配置在掩模面上。此后，水平移动转移件，向掩模开口部 供给焊球。在该方式中，存在着在将焊球分散配置在掩模上时，由于掩模的移动侧的变动、 掩模停止时的振动，在分散配置的焊球产生偏倚的可能性。另外，因为是在将掩模设定在印刷机前供给焊球，所以，产生了每进行一次印刷， 就要使掩模移动的必要，存在节拍时间延长的课题。另外，虽然没有用于印刷的焊球由相对于焊球供给头另行设置的吸引口吸引，但 是，在该情况下，在线状的转移件的前头的线材没有全部保持的情况下，是由后方的线材保 持，将焊球中的剩余的球运送到吸引口附近，但是，存在产生由后方的线材保持的焊球重叠 于先供给的焊球，向掩模开口部供给的情况的可能性。另外，在像引用文献2那样，从旋转轴部向掩模面供给焊球的方式中，因为是伴随 涂刷器头的旋转，将焊球分散配置在掩模面，所以，焊球不一定能够均勻地分散配置，产生 印刷缺陷，存在修理工序不可或缺的课题。专利文献1日本特开2005-101502号公报专利文献2日本特开2008-142775号公报如上所述，在将焊球向掩模上分散配置时，由于掩模的移动侧的变动、掩模停止时 的振动，存在在分散配置的焊球产生偏倚的可能性，以及由于是伴随着涂刷器头的旋转，将 焊球向掩模面分散配置，所以，焊球不能均勻地分散配置，在结构方面以及印刷方法上存在 课题。
因此，本发明的第一目的是提供一种使焊球均勻、高精度地印刷焊球的焊球印刷 装置以及焊球印刷方法。本发明的第二目的是提供一种缩短焊球印刷的节拍时间的焊球印刷装置以及焊 球印刷方法。本发明的第三目的是提供一种简洁的结构、装置小型的焊球印刷装置以及焊球印 刷方法。本发明的第四目的是提供一种回收没有由填充部件填充到掩模开口部的焊球，能 够再利用的焊球印刷装置以及焊球印刷方法。本发明的第五目的是提供一种在从焊球储存部向焊球供给部供给焊球时，防止焊 球的飞散，切实地向焊球供给部供给焊球的焊球印刷装置以及焊球印刷方法。本发明的第六目的是提供一种缩短焊球曝露在大气中的时间，防止氧化的焊球印 刷装置以及焊球印刷方法。
发明内容
本发明的焊球印刷装置，是经掩模向基板和上述基板上的电极印刷焊球的焊球印 刷装置，具备储存上述焊球的焊球储存部、位于上述焊球储存部的下方，从上述焊球储存部 接收规定量的焊球，将接收到的上述焊球向位于上述基板上的上述掩模面上供给的焊球送 出部、使上述焊球送出部沿上述基板移动的移动机构部、向上述焊球送出部施加规定的振 动的励振构件，上述焊球送出部具有接收来自上述焊球储存部的焊球的焊球供给部、以包 围上述焊球供给部的焊球送出口的方式安装并以规定间隔排列了多个线材的凸状的线材、 排列在上述凸状的线材的前后，用于将上述焊球向上述掩模的开口部填充的焊球填充部 件。 另外，在上述结构中，上述焊球送出部还具有焊球旋转回收机构，所述焊球旋转回 收机构分别位于上述焊球填充部件的前后，将没有被上述焊球填充部件填充而是分散的焊 球收集在上述焊球填充部附近。另外，在上述结构中，上述焊球送出部以覆盖上述焊球供给部、上述焊球填充部件 以及上述焊球旋转回收机构的方式设置头外壁，将上述焊球送出部做成密封型头构造。另外，在上述结构中，还在上述头外壁的内侧，以覆盖上述焊球旋转回收机构的方 式设置涂刷器罩。另外，在上述结构中，上述移动机构部还具备上下移动焊球送出部的上下驱动机 构，由上述上下驱动机构使将设置在焊球送出部的上述凸状的线材以及上述焊球填充部件 向上述掩模面推压的推压力发挥作用，使上述凸状的线材以及上述焊球填充部件相对于焊 球送出部的移动方向以规定的推压力接触。另外，在上述结构中，构成上述凸状的线材以及焊球填充部的线材由规定间隔的 多个线材构成，该线材由厚度约0. 05 0. Imm左右的钢板以上述线材的宽度为0. 1mm，线材 间隔为0. Imm 0. 3mm来构成，上述线材以相对于与上述焊球送出部的行进方向为直角的 方向约5度 35度倾斜地设置。另外，在上述结构中，以设置在上述焊球送出部的多个上述焊球填充部件的线材 的倾斜方向互为反方向的方式设置。
另外，在上述结构中，还具备固定上述基板的印刷工作台、用于在上述印刷工作台 上，识别上述基板上的电极图形和上述掩模的电极图形的上下双视野照相机、根据上述双 视野照相机所识别的结果，用于对上述印刷工作台进行驱动并定位的驱动装置、为上述基 板与上述掩模接触而使上述印刷工作台上升的驱动机构。焊球印刷方法是在经掩模向基板和上述基板上的电极印刷被保持在焊球储存部 上的焊球的焊球印刷装置中，具有从上述焊球储存部将规定量的焊球接收到上述焊球储 存部，并将接收到的上述焊球向上述掩模面供给的工序、将从上述焊球储存部供给的焊球 向上述掩模面的开口部分散的焊球分散工序、将在上述焊球分散工序中分散的焊球向上述 掩模面的开口部填充的焊球填充工序、对没有在上述焊球填充工序被填充而是被分散的焊 球进行回收的工序。发明效果本发明能够均勻地将焊球供给到掩模上，并且焊球的供给也只要视焊球储存部的 焊球的残留量，通过更换焊球储存部或从外部向焊球储存部进行供给即可，具有没有必要 因焊球过度、不足而中断作业等的效果。另外，因为配置了设置在焊球送出口的由半螺旋状的线材或凸状的线材构成的焊 球填充部件，所以，能够在由半螺旋状的线材或凸状的线材形成的空间通过振动向焊球施 加旋转力，因此，具有焊球均勻分散，对掩模开口部也能够顺畅地填充的特征。另外，由于残 留在掩模面上的剩余焊球由设置在填充部件的前后方的焊球旋转回收机构向填充头内回 收使用，所以，具有有效利用焊球的效果。
图1是表示焊球印刷机用焊球供给头的一个实施例的概略结构的图。图2是用于印刷焊球的焊球印刷机的概略结构图。图3是表示焊球印刷机用焊球供给头的另一个实施例的图。图4是表示在焊球供给部使用的半螺旋状的线材的一个实施例的图。图5是说明焊球填充的动作的图。图6是表示焊球印刷方法的一个实施例的流程图。
具体实施例方式使用下面的附图，说明本发明。下面记载的实施例是一个方式，能够在本领域技术 人员可轻易想到的范围内进行修改、变形。[实施例1]使用图1以及图2，说明有关本发明的焊球印刷装置的一个实施例。图1是表示本 发明的焊球印刷装置用焊球供给头的一个实施例的概略结构的图。图I(A)是表示焊球印 刷装置用焊球供给头的一个实施例的侧面的概略结构的图。图I(B)是表示图I(A)的焊球 印刷装置用焊球供给头的从线段B-B看到的俯视图的概略的图。图2是表示设置了焊球印 刷用头的焊球印刷装置的一个实施例的概略结构的图。图2(A)是用于说明进行掩模和基 板的对位的状态的图，图2(B)是表示用于说明在基板上印刷焊球的状态的图。在图2所示的焊球印刷装置1中，焊球供给头3经头移动工作台2可自由移动地被安装在焊球印刷装置1的安装框6和滚珠丝杠2b上，以通过马达2g的控制，滚珠丝杠2b 旋转，焊球供给头3在箭头方向移动的方式构成。另外，后面阐述焊球印刷装置1的细节。首先，使用图1，说明焊球供给头3的一个实施例。图I(A)中，焊球供给头3由焊 球送出部7、移动焊球送出部7的移动机构部8、用于连接焊球送出部7以及移动机构部8 的连接部件72构成。焊球送出部7具备下述部件，即，将焊球24向掩模20上供给的焊球供给部64、以 覆盖焊球供给部64的方式设置的头外壁73、焊球旋转回收机构(旋转涂刷器)75-1、75-2、 覆盖焊球旋转回收机构75的外周的涂刷器罩74-1、74-2、氮气气体供给口 77_1、77_2、将 适当的量的焊球24向掩模20上供给的半螺旋状或凸状的线材62 (对此也在后面阐述。) 以及用于将焊球24向掩模20的开口部填充的焊球填充部件63-1、63-2(对此也在后面阐 述。) ο焊球供给部64被安装固定在头外壁73的两端部的内侧。在头外壁73的与焊球 供给部64的开口部83对应的部分，设置开口部81，以便能够从焊球储存部(对此也在后面 阐述。)向焊球供给部64供给焊球24。另外，因为头外壁73的内部为了像后述那样充满 氮气气体而有必要保持为密闭状态，所以，在头外壁73的开口部81设置开闭盖82，除向焊 球供给部64供给焊球24时以外，通过开闭盖82使头外壁73的内部为密闭状态。接着，说明移动机构部8。移动机构部8由安装在连接部件72上的头安装框71、 头移动工作台2、头上下移动机构4、与头移动工作台2结合的焊球供给工作台61以及焊球 储存部60构成。头上下移动机构4由缸和活塞构成，被安装在头移动工作台2上。然后， 在上下移动机构4的活塞轴上安装头安装框71。因此，以通过活塞轴上下(运动)，经连接 部件72与头安装框71连接的焊球送出部7上下移动的方式构成。这在经掩模20将焊球 向基板上印刷的情况下进行下述动作，即，在使焊球送出部7与掩模20接触的情况下向下 方移动，在印刷结束返回原来的位置(例如，原位置)的情况下，向上方移动。另外，头移动 工作台2也像前面说明那样，与设置在装置主体侧的由马达2g和滚珠丝杠2b构成的水平 方向移动机构的滚珠丝杠部连接，通过驱动马达2g，在水平方向移动。另外，在头移动工作台2上设置安装了焊球储存部60的焊球供给工作台61。焊球 储存部60以相对于焊球供给工作台61能够像箭头所示那样旋转的方式安装。然后，焊球 储存部60能够通过线性驱动部76上下移动。这是在将焊球24向焊球供给部64供给时， 焊球储存部60向下方移动，同时，以焊球储存部60的开口部向下的方式旋转，从构成焊球 储存部60的容器(喷射缸)内经头外壁73的开口部81、设置在焊球供给部64的上部的开 口部83，将焊球24抖落在焊球供给部64内。更详细地说，用于将从焊球储存部60抖落的焊球24向焊球供给部64内供给的焊 球供给部64以位于焊球储存部60的大致下侧的方式配置。另外，掩模面20的位置、焊球 送出部7的位置、焊球供给部64的位置、焊球送出部7的头外壁73的开口部81以及开闭 盖82的位置、连接部件72的位置关系如图1 (B)的俯视图所示。另外，通过初期供给预先向焊球供给部64供给一次的量的焊球。即，焊球送出部7 如图I(A)所示，沿箭头方向移动，与移动相应地将焊球24送出到掩模20上，但是，例如在 图2的焊球印刷装置中，若以焊球供给头3从右端到左端的移动为一个行程，则有必要将在 该一个行程中将足够的焊球24向掩模20供给的焊球24向焊球供给部64供给。这例如是一次的量的焊球供给。因此，在该一次的量，即，一个行程期间，开闭盖82被关闭，使头外壁 73的内部为密闭状态，充满氮气气体，防止焊球24的氧化。因此，一次的量的焊球是指将 焊球向掩模面供给时的一个行程所必须的焊球的量，表示预测该量，并向焊球供给部64供 给。但是，因为难以正确地预测该量，所以，当然要适宜地在焊球的量不足的情况下，从焊球 储存部60补充不足的量的焊球，在量多的情况下，回收剩余的焊球。另外，虽然未图示出细节，但是，焊球供给工作台61能够在与焊球供给头3的移动 方向呈直角的方向移动，一面使焊球储存部60移动，一面向焊球供给部64供给焊球24。头 外壁73因作为印刷对象的基板的大小而不同，作为一个例子，如图I(B)所示，其大小为，宽 度W:100mm，长度(进深)D:450mm。另外，焊球供给部64的大小形成与掩模20的宽度(相 对于头行进方向为直角方向)大致相同的长度或稍短。另外，在本实施例中，可使用印刷的焊球的直径与掩模开口的大小大致相等， 20μπι 80μπι的范围的焊球。例如，若掩模20的开口为50 μ m，则使用印刷的焊球的直径 比50 μ m稍小的焊球。另外，在本实施例中，以焊球的直径为20 μ m 80 μ m的范围的焊球 进行了说明，但本发明当然并不限定于此。 另外，后述的图5所示的掩模开口部94为了收纳焊球24而比焊球24的直径稍大。 另外，焊球送出口 84也与掩模开口部94大致相等，比焊球24的直径稍大。这是为了不从 焊球送出口 84 —次大量排出焊球24而使之大致相等或稍大。另外，在安装于该焊球供给部64的焊球送出口 84的附近的半螺旋状或凸状的线 材62的前后方向(头移动方向的前后方向)，设置用于将焊球24向掩模20的开口部填充 的焊球填充部件63-1、63-2(对此也在后面阐述。)。另外，在代表焊球填充部件63-1、63-2 的情况下，称为焊球填充部件63。该焊球填充部件63也由与设置在焊球供给部64的焊球 送出口 84的附近的线材62形状相同的线材形成。这里，进一步详细说明焊球送出部7。焊球送出部7做成励振构造，以便为了将焊 球24大致均勻地送出到掩模20上而施加规定的振动。详细说明该励振构造。连接部件72 被安装在励振框70上。在励振框70上设置在焊球送出部7的移动方向的前后方向对焊球 送出部7进行高频励振，例如以约220 250Hz的频率励振的励振器65。另外，在励振框 71的上部设置滑块67。该滑块67被安装于在设置在励振框上部的头安装框71上所设置 的线性引导器67R上。做成下述结构，即，在励振框70的一端部设置凸轮66，通过由设置在 头安装框71上的凸轮轴驱动马达68进行旋转驱动，以比前面叙述的励振器65的频率低的 频率，例如约1 IOHz左右的频率，使励振框70在水平方向(线性引导器的方向)摆动。这样，通过设置两个不同的励振构件，能够扩大使焊球送出部7振动的频率的选 择幅度，从焊球供给部64向掩模面有效地供给从以覆盖焊球送出口 84的方式设置的半螺 旋状或凸状的线材62通过振动送出的焊球。再有，焊球送出部7做成通过头外壁73，在设置于焊球供给部64的半螺旋状或凸 状的线材62以及焊球填充机构63接触到掩模24时形成密闭状态的所谓密闭型的头结构。 该结构是用于空气浸入焊球供给部64内，焊球24不会氧化的结构。这样，作为密闭型结构，通过从氮气气体供给口 77-1、77_2将氮气气体导入头内 来防止焊球的氧化等，抑制焊球连接不良的产生。另外，在焊球供给部64的焊球送出口 84 设置阀(未图示出。)，使多余的焊球24不会落到半螺旋状或凸状的线材62上。该阀例如是通过阻尼器机构，使盖状态(闸板)旋转90度来开闭的阀。图5是表示焊球送出部7的局部的放大图。使用该图5，详细说明印刷焊球24的 状态。图5中，助焊剂22被提前印刷在基板21上的电极部23上。然后，在掩模20的开 口部94的附近的里面侧设置微小突起20a，做成掩模20不与助焊剂等直接接触的结构。也 可以替代微小突起20a，设置薄膜等微小的阶梯差。另外，如图5所示，在焊球供给部64的 焊球送出口 84的附近以覆盖焊球送出口 84的方式安装半螺旋状或凸状的线材62。该半螺旋状或凸状的线材62由于被上下移动机构4推压成焊球送出部7以规定 的推压力与掩模20接触的程度，所以，以略微变形的状态与掩模20接触。这里，将半螺旋 状或凸状的线材62略微变形的状态称为大致螺旋形(或大致半圆形)的状态。另外，该大 致螺旋形(或大致半圆形)的状态当然可以提前使本发明的焊球印刷装置实验性地动作， 调节推压力，还有选定励振的频率，使焊球24大致均勻地从焊球供给部64被送出到掩模20 上。接着，说明焊球24为了从焊球供给部64大致均勻地向掩模20上送出的动作。设 置在焊球供给部64的焊球送出口 84的附近的半螺旋状或凸状的线材62在上下方向形成 大致螺旋形(或大致半圆形)的空间，在该空间内，如图所示，在焊球24上与头的行进方向 相应地产生旋转力。焊球24的旋转力虽然也通过线材62以及掩模20的双方的摩擦力产 生，但是如上所述，使焊球送出部7励振的摆动动作有效地使旋转力产生。另外，图1所示 的励振器65具有给与球微振动，避免球分散和范德华力造成的球间的附着，有效地进行将 焊球24向掩模20上转移的效果。据此，焊球24被分散，向一个掩模开口部94供给一个焊 球24。另外，设置在半螺旋状或凸状的线材62的前后的焊球填充部件63-1、63_2是发挥 下述作用的部件，即，接收从焊球送出口 84送出的焊球24中的没有被半螺旋状或凸状的线 材62填充到掩模开口部94的焊球24，在掩模20的开口部94的没有被供给焊球的部分，与 半螺旋状或凸状的线材62同样地给与焊球24旋转力，进行转移。另外，焊球填充部件63也由与设置在焊球送出口 84的半螺旋状或凸状的线材62 同样的线材构成。另外，虽然半螺旋状或凸状的线材62以及焊球填充部件63的细节将在 后面阐述，但是，做成构成半螺旋状或凸状的线材62的线材的线间隔比所使用的焊球24的 直径小，例如约小5 μ m左右的结构。这样，通过使线间隔比所使用的焊球24的直径约小 5 μ m左右，具有防止大量的焊球一次落到掩模上的效果，能够将焊球24均勻地抖落在掩模 20上。另外，即使使构成半螺旋状或凸状的线材62的线材的线间隔比焊球24的直径小约 5 μ m左右，也因为焊球24旋转，所以，挤出线材的间隙，向掩模20上供给。接着，使用图2，更详细地说明焊球印刷装置的一个实施例。如图2㈧所示，焊球 印刷装置1具备搭载了印刷焊球24的基板21的印刷工作台10和以能够上下移动的方式 驱动该印刷工作台10的驱动部11。驱动设置在未图示出的印刷工作台10的下侧的作为水 平方向移动机构的XY工作台，使用照相机15，对搭载在该印刷工作台10上的基板21和掩 模20的面进行对位。即，照相机15例如对设置在基板21上的对位标记和设置在掩模20 上的对位标记同时摄像，以各自的图像的标记一致的方式移动XY工作台，进行对位。此后，使对位用的照相机15退避，如图2 (B)所示，使印刷工作台10上升，使设置在工作台上部的掩模20面接触基板21的面，驱动头上下驱动机构4，上下移动球供给头3， 使焊球供给用的半螺旋状或凸状的线材62以及焊球填充部件63接触掩模面。这样，通过 头上下驱动机构4，使线材62、焊球填充部件63产生推压力，据此，产生将焊球24塞入掩模 开口部94的所谓的印刷压力。然后，通过驱动头驱动部2g来使滚珠丝杠2b旋转，使焊球供给头3在水平方向 (箭头所示方向)移动。在焊球供给头3移动时，由励振器65使焊球供给部64在水平方向 (头移动方向)振动，同时，通过驱动凸轮轴驱动马达68，使凸轮66也旋转，而使之在水平 方向振动，有效地送出半螺旋状或凸状的线材62内的焊球24。另外，在本实施例中，说明了通过同时驱动励振器65和凸轮66来进行焊球24的 送出的情况，但是，也可以通过驱动任意一个进行焊球的送出。另外，在焊球的送出的同时， 通过夹着焊球供给部64的半螺旋状或凸状的线材62，设置在焊球供给头3的移动方向的焊 球填充部件63，向设置在掩模20上的开口部填充焊球。另外，在填充焊球时，通过在箭头方向旋转驱动配置在填充部件63-1、63_2的附 近的焊球旋转回收机构75-1、75-2，将残留在掩模上的焊球收集在焊球供给部64的附近， 使剩余的焊球不会到焊球送出部7之外。另外，在本装置中，用于清扫掩模里面的清扫机构 45设置在照像机移动框架上，与照像机15同样，一面在水平方向移动，一面清扫掩模。该清 扫机构45通过使夹装了卷对卷式清洁擦拭器的吸引嘴接触移动到掩模里面来执行清扫。接着，使用图4，详细说明设置在焊球送出部7的焊球送出口 84附近的半螺旋状或 凸状的线材62。另外，针对半螺旋状或凸状的线材62，在图4中，例如详细说明了半螺旋状 线材62，但是，与之类似的结构当然也可以由凸状的线材构成。另外，虽然图4中说明了半 螺旋状或凸状的线材62，但是因为焊球填充部件63也与半螺旋状或凸状的线材62是同样 地构成，所以，省略对焊球填充部件63的说明。图4(A)是表示将半螺旋状线材62安装到焊球供给部64之前的俯视图，图4(B)是 表示图4(A)的B-B剖面的图，图4(C)是表示图4(A)的B部的放大图。图4(D)是将半螺 旋状线材62弯曲成凸状，安装在焊球供给部64的焊球送出口 84的附近的状态的剖视图。图4(A)中，半螺旋状线材62如图所示，由平行设置的、具有规定的间隔(本实施 例中约35mm)的两个安装部62P_1、62P_2 (安装部的宽度约为5mm)(在代表安装部的情况 下，称为安装部62P。)和在上述安装部62P之间，相对于安装部62P具有规定角度的多个线 材62L构成。更详细地阐述，如图4(C)所示，半螺旋状线材62由安装部62P和相对于安装 部62P具有规定角度θ，例如约5度 35度，优选约10度的多个线材62L构成，线材62L 的粗度例如约为0. Imm,以规定的间隔62S，例如约0. Imm 0. 3mm间隔形成该线材62L。另 外，这里所示的各尺寸是一个实施例，但并不限定于此。例如，宽度约为0. Imm的规定的间 隔62S是根据焊球的直径而变更。但是，实验性地确认宽度约为0. Imm的间隔62S相对于 20 80 μ m的大小的焊球能够共用。另外，本实施例中，是作为半螺旋状线材62进行说明， 这是由于若如图4(A)所示，将平面状的半螺旋状线材62向图4(D)所示那样弯曲，安装到 焊球供给部64，则该线材62L的形状成为半螺旋状，所以，作为半螺旋状线材62进行说明。 但是，并不局限于半螺旋状线材62，也可以做成凸状的线材62。因此，这里包括半螺旋状的 线材62，称为凸状的线材62。接着，说明半螺旋状的线材62的制作方法。半螺旋状的线材62是经规定形状的掩模，通过蚀刻对厚度为0. Imm的钢板进行加工，做成图4(A)那样的形状的部件。因此，半螺旋状的线材62的长度为焊球供给头7的宽度的长度。以跨过该焊球供 给部64的焊球送出口 84的形式安装半螺旋状的线材62。即，是安装时在焊球供给头的上 下方向将螺旋形线圈的上半部切掉的安装形状。这是一个例子，也可以像图4(D)那样弯曲 地形成。另外，头安装框71能够由作为驱动构件的马达4上下移动。另外，虽然在本实施 例中记载了由马达4进行头安装框71的上下驱动，但是，也可以替代马达4使用空气缸。进一步，在头外壁73的内侧，设置用于将焊球回收到焊球送出部7的移动方向的 前端侧以及后端侧的焊球旋转回收机构75-1，75-2 (旋转涂刷器)。该焊球旋转回收机构75-1、75_2的旋转方向像箭头所示那样旋转。即，焊球旋转 回收机构75-1、75-2以互为反方向旋转的方式构成。该焊球旋转回收机构75如图3(B)所 示，做成在刮离部以螺旋形状且圆筒状形成线材90，在旋转轴的长度方向多级安装的结构。 该焊球旋转回收机构75是在将焊球24向掩模20上送出的情况下，若焊球送出部7在箭头 方向行进，则旋转驱动焊球旋转回收机构75，将焊球24向焊球供给部64的周围分散的焊球 24阻挡在焊球供给部64的下部内，切实地将焊球24向掩模开口 94填充的部件。再有，做成通过将覆盖焊球旋转回收机构75的外周的涂刷器罩74安装在头外壁 73的内侧，将剩余的焊球收集在焊球填充部件63侧，使焊球不会散乱在焊球供给部64的周 围的结构。[实施例2]接着，使用图3，说明有关本发明的焊球印刷装置的另一个实施例。图3是表示作 为图1所示的焊球送出部7的另一个实施例的焊球送出部9的结构。另外，对与图I(A)相 同的布局标注相同的符号。图3所示的有关本实施例的焊球送出部9的结构中，与有关图 1所示的实施例1的焊球的不同之处在于，将焊球储存部60S的供给口部插入设置在头外 壁73上的开口部91，能够在头长度方向，S卩，相对于箭头所示的方向为直角的方向移动焊 球储存部60S整体。例如，作为移动机构，是通过替代图1所示的焊球储存部60，将焊球储 存部60S安装在焊球供给工作台61，使线性驱动部76能够在长度方向移动来实现的。另 外，虽未图示出，但是，安装了焊球储存部60S的焊球供给工作台以与图1所示的焊球供给 工作台61相比一直到头外壁73的附近，能够通过线性驱动部76上下移动的方式构成。通 过这样构成，与有关实施例1的图1的装置相比，在焊球24向从焊球储存部60S向焊球供 给部64供给时，能够防止焊球的飞散，切实地向焊球供给部64供给焊球24。另外，若这样 构成，则焊球24曝露在大气的时间缩短，防止氧化。另外，图3(B)是表示焊球旋转回收机构75-1、75_2(在代表焊球旋转回收机构的 情况下，称为焊球旋转回收机构75。)的外观。如图所示，做成在旋转轴92上螺旋形状、多 级安装由线材构成的圆盘形状的刮离部90的结构。该圆盘形状的刮离部90中，与掩模20 接触的部分相对于与焊球送出部7的移动方向为直角的方向，以规定角度θ，例如5度 35度左右倾斜地安装。另外，该图3(B)的焊球旋转回收机构75是与图1的结构大致相同 的结构。另外，本图中是表示用圆筒容器构成焊球储存部60S。然后，使焊球储存部60S的 前端长，形成倒圆锥状引导器93，一直插入到头外壁73的开口部91。通过做成这样的结构， 能够从焊球储存部60S不会向周边飞散地、将焊球24有效地向焊球供给部64供给。
但是，并不限定于该构造，也可以替代该焊球储存部60S，在头外壁73的开口部91 设置具备焊球供给用的口的碟状的焊球支承件，将计量的焊球载置在该焊球支承件，然后， 使焊球支承件相对于焊球送出部7的移动方向在长度方向移动，以此，能够向焊球供给部 64供给规定量的焊球。另外，与焊球供给部64的开口部91相吻合地设置的头外壁73的开 口部91由在焊球送出部7的长大方向一剖为二的橡胶部件覆盖，焊球储存部60S的倒圆锥 状引导器93从该一分为二部插入。接着，使用图6，说明焊球印刷的一系列的动作。首先，将在电极部23印刷了助焊剂22的基板21，例如半导体晶片21 (下面的说明 中作为基板21进行说明。)运入焊球印刷载置，并载置在印刷工作台10上(步骤S101)。 在印刷工作台10上设置供给负压的多个吸附口，通过向这里供给负压，基板21被保持为不 会在印刷工作台面上移动。接着，使用对位用的照像机15，对设置在基板21面上的对位标记和设置在掩模20 上的对位标记进行摄像。摄像的数据被传输到未图示出的控制部，在这里进行图像处理，求 出位置偏移量。根据其结果，通过未图示出的水平方向移动机构，向校正偏移的方向移动印 刷工作台(步骤S102)。若对位结束，则使印刷工作台10上升，使晶片21的印刷面接触掩模20里面(步 骤 S103)。接着，向印刷开始位置水平移动焊球供给头3，然后，使焊球供给头3下降到掩模 面上，以便规定的印刷压力(推压力)作用在掩模面上。接着，从氮气气体供给口 77向头 内供给氮气气体，使头内为氮气环境(步骤S104)。接着，检查焊球供给部64内的焊球的 量，在不到印刷所必要的量的情况下，使焊球储存部60动作，向焊球供给部64供给必要量 的焊球(步骤S105)。然后，驱动励振器65以及凸轮轴驱动马达68，将收纳在焊球供给部64的焊球24 从设置在焊球供给部64上的焊球送出口 84经凸状的线材62向掩模面供给。一面使焊球供给头3在水平方向移动，一面通过焊球填充部件63的凸状的线材 的弹簧作用，将焊球24塞入掩模开口部94，使之附着在基板21上的助焊剂22上(步骤 S106)。此时，使焊球旋转回收机构75旋转，由焊球旋转回收机构部75回收未被塞入到掩 模开口部94的焊球24，使之不会从焊球送出部7内向外泄漏。若焊球供给头3在掩模面上的移动结束，暂时停止，对在向设置在焊球供给头内 的氮气气体供给口 77供给氮气气体的氮气气体供给系统上所设置的切换阀进行切换，连 接到负压供给系统。据此，替代氮气气体，向氮气气体供给口 77供给负压，回收剩余焊球 24(步骤S107)。接着，使焊球供给头3以离开掩模面20的方式上升，然后，使焊球供给头 3返回到原点位置(原位置)。另外，这里通过向氮气气体供给口供给负压来进行了说明， 但是也可以通过人工，对汇集在掩模面上的一方侧的焊球进行回收。接着，使印刷工作台10下降，使掩模离开印刷工作台。由照相机10对被印刷的基 板21的印刷状态进行摄像，调查有无缺陷。然后，若有缺陷，则向修理部运送基板，在这里 修复缺陷部。在缺陷部被修复后将基板21向回流部运送，使焊球24熔融，固定在电极部 23。上面阐述了大致的焊球的印刷方法的工序，但是，就上述步骤S107以后的缺陷部
12的修理的方法、缺陷部被修复后的回流的方法而言，是以往就被很好地公知的方法，因此， 在这里省略详细的说明。如上面详细地阐述那样，通过使用本发明的焊球印刷装置，能够将微小直径的焊 球一个个地切实地从掩模开口部向基板的助焊剂上供给。上面对本实施例进行了详细说明，但是，本发明并不限于这里记载的焊球印刷装 置以及焊球印刷方法的实施例，当然也可以轻易地适用于其它的焊球印刷装置以及焊球印 刷方法。符号说明1 焊球印刷机；2 头移动框架；3 焊球供给头；4 头上下驱动机构；10 印刷工作 台；11 印刷工作台上升机构；15 照像机；20 遮蔽物；21 晶片；24 焊球；45 清扫机构； 60 焊球储存部；62 线材；63-1、63-2 焊球填充部件；64 焊球供给部；65 励振器；66 凸 轮；73 头外壁；74-1、74-2 涂刷器罩；75_1、75_2 旋转回收机构；77_1、77_2 氮气气体供给口。
权利要求
一种焊球印刷装置，是经掩模向基板和上述基板上的电极印刷焊球的焊球印刷装置，其特征在于，具备储存上述焊球的焊球储存部、位于上述焊球储存部的下方，从上述焊球储存部接收规定量的焊球，将接收到的上述焊球向位于上述基板上的上述掩模面上供给的焊球送出部、使上述焊球送出部沿上述基板移动的移动机构部、向上述焊球送出部施加规定的振动的励振构件，上述焊球送出部具有接收来自上述焊球储存部的焊球的焊球供给部、以包围上述焊球供给部的焊球送出口的方式安装并以规定间隔排列了多个线材的凸状的线材、排列在上述凸状的线材的前后，用于将上述焊球向上述掩模的开口部填充的焊球填充部件。
2.如权利要求1所述的焊球印刷装置，其特征在于，上述焊球送出部还具有焊球旋转回收机构，所述焊球旋转回收机构分别位于上述焊球 填充部件的前后，将没有被上述焊球填充部件填充而是分散的焊球收集在上述焊球填充部 附近。
3.如权利要求2所述的焊球印刷装置，其特征在于，上述焊球送出部以覆盖上述焊球供给部、上述焊球填充部件以及上述焊球旋转回收机 构的方式设置头外壁，将上述焊球送出部做成密封型头构造。
4.如权利要求3所述的焊球印刷装置，其特征在于，还在上述头外壁的内侧，以覆盖上述焊球旋转回收机构的方式设置涂刷器罩。
5.如权利要求1所述的焊球印刷装置，其特征在于，上述移动机构部还具备上下移动焊球送出部的上下驱动机构，由上述上下驱动机构使 将设置在焊球送出部的上述凸状的线材以及上述焊球填充部件向上述掩模面推压的推压 力发挥作用，使上述凸状的线材以及上述焊球填充部件相对于焊球送出部的移动方向以规 定的推压力接触。
6.如权利要求1所述的焊球印刷装置，其特征在于，构成上述凸状的线材以及焊球填 充部的线材由规定间隔的多个线材构成，该线材由厚度0. 05 0. Imm的钢板以上述线材的 宽度为0. 1mm，线材间隔为0. Imm 0. 3mm来构成，上述线材以相对于与上述焊球送出部的 行进方向为直角的方向约5度 35度倾斜地设置。
7.如权利要求6所述的焊球印刷装置，其特征在于，以设置在上述焊球送出部的多个 上述焊球填充部件的线材的倾斜方向互为反方向的方式设置。
8.如权利要求1至7所述的焊球印刷装置，其特征在于，还具备固定上述基板的印刷工作台、用于在上述印刷工作台上，识别上述基板上的电 极图形和上述掩模的电极图形的上下双视野照相机、根据上述双视野照相机所识别的结 果，用于对上述印刷工作台进行驱动并定位的驱动装置、为上述基板与上述掩模接触而使 上述印刷工作台上升的驱动机构。
9.一种焊球印刷方法，在经掩模向基板和上述基板上的电极印刷被保持在焊球储存部 中的焊球的焊球印刷装置中，其特征在于，具有从上述焊球储存部将规定量的焊球接收到上述焊球储存部，并将接收到的上述焊球向 上述掩模面供给的工序、将从上述焊球储存部供给的焊球向上述掩模面的开口部分散的焊球分散工序、 将在上述焊球分散工序中分散的焊球向上述掩模面的开口部填充的焊球填充工序、 对没有在上述焊球填充工序被填充而是被分散的焊球进行回收的工序。
全文摘要
本发明提供一种使焊球均匀分散在掩模面上，向掩模开口部填充的焊球印刷装置以及焊球印刷方法。本发明中，焊球送出部具有接收来自焊球储存部的焊球的焊球供给部、以包围焊球供给部的焊球送出口的方式安装并以规定间隔排列了多个线材的凸状的线材、排列在凸状的线材的前后，用于将焊球向上述掩模的开口部填充的焊球填充部件。
文档编号B23K3/06GK101879642SQ201010164288
公开日2010年11月10日 申请日期2010年4月14日 优先权日2009年4月23日
发明者五十岚章雄, 向井范昭, 本间真, 桥本尚明 申请人:株式会社日立工业设备技术