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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-16
(45)【発行日】2022-12-26
(54)【発明の名称】ピン固定方法及びピン固定装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/60 20060101AFI20221219BHJP
H01L 23/12 20060101ALI20221219BHJP
【ＦＩ】
H01L21/92 604A
H01L21/92 604F
H01L23/12 P
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021084982
(22)【出願日】2021-05-19
(65)【公開番号】P2022178283
(43)【公開日】2022-12-02
【審査請求日】2022-03-18
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】515157758
【氏名又は名称】公立大学法人 富山県立大学
(73)【特許権者】
【識別番号】392008851
【氏名又は名称】ファインネクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002675
【氏名又は名称】弁理士法人ドライト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】下山 勲
(72)【発明者】
【氏名】野田 堅太郎
(72)【発明者】
【氏名】塚越 拓哉
(72)【発明者】
【氏名】北島 一郎
(72)【発明者】
【氏名】松井 剛
(72)【発明者】
【氏名】野嶋 諭
(72)【発明者】
【氏名】高浪 奨
【審査官】安田 雅彦
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－３７４０６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０３８９５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－０５１８３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００６／０４８９３１（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６０－２１／６０７
Ｈ０１Ｌ ２３／４８－２３／５０
Ｈ０１Ｌ ２３／１２－２３／１５
Ｈ０１Ｌ ２１／４８
Ｈ０５Ｋ １／１８
Ｈ０５Ｋ ３／３２－ ３／３４
Ｈ０１Ｒ ４３／２０－４３／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
マイクロサイズを有するピンを、当該ピンをそれぞれ挿入するためのマイクロサイズの貫通していない穴を有する移載元基材と対向する移載先基材の上に立てて置き、前記穴に部分的に挿入されている前記ピンを前記移載元基材で加圧して前記ピンを前記移載先基材に押圧すると同時に又はそれと前後して固定剤を溶融することにより、溶融した固定剤を前記ピンの移載先基材側に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定方法。
【請求項2】
複数のマイクロサイズの貫通していない穴を有する移載元基材の前記穴のそれぞれに、マイクロサイズのピンが挿入され、前記ピンの一部が前記穴から突出している状態において、前記移載元基材に前記ピンを磁界、電界又は吸引により保持させて、前記移載元基材を反転して移載先基材と対向させて、前記移載元基材への前記ピンの保持を開放することにより、前記ピンを前記移載先基材の上に立てて置き、
前記穴に部分的に挿入されている前記ピンを前記移載元基材で加圧して前記ピンを前記移載先基材に押圧すると同時に又はそれと前後して固定剤を溶融することにより、溶融した固定剤を前記ピンの移載先基材側に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定方法。
【請求項3】
前記移載先基材の上には前記固定剤が設けられている、請求項１又は２に記載のピン固定方法。
【請求項4】
前記移載元基材の前記ピンへの加圧により前記移載元基材が弾性変形し得る、請求項１又は２に記載のピン固定方法。
【請求項5】
複数のマイクロサイズの貫通していない穴を有する移載元基材の前記穴のそれぞれに、マイクロサイズのピンが挿入され、前記ピンの一部が前記穴から突出している状態において、前記移載元基材に前記ピンを磁界により保持させて、前記移載元基材を反転して移載先基材と対向させて、前記ピンを前記移載先基材の上に立てて置き、前記穴に部分的に挿入されている前記ピンに対して前記移載元基材を押圧手段で加圧することにより前記押圧手段が弾性変形しながら、前記移載元基材の前記穴で、前記ピンが前記移載先基材に押し付けられると同時に又はそれと前後して固定剤を溶融することにより、溶融した前記固定剤を前記ピンの移載先基材側に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定方法。
【請求項6】
マイクロサイズを有するピンがそれぞれマイクロサイズの貫通していない穴に挿入された移載元基材を載置する第１のステージと、複数の前記ピンの移載先が設けられた移載先基材を載置する第２のステージと、
前記第１のステージに載置された前記移載元基材に対して前記ピンを保持するための保持機構と、
前記第１のステージと前記第２のステージの少なくとも何れかを回転させて前記第１のステージと前記第２のステージとを対向させる回転機構と、
前記第１のステージ、前記第２のステージの何れかを上下動させる上下動機構と、
熱源と、
を備え、
前記回転機構が前記移載元基材と前記移載先基材とを対向させて前記保持機構による前記ピンの保持を開放することにより、前記ピンを前記移載元基材から前記移載先基材の上に立てて置き、
前記熱源により固定剤を溶融すると同時に又はそれと前後して前記上下動機構により前記移載元基材を介在して前記ピンを前記移載先基材に対して押圧することにより、溶融した前記固定剤を前記ピンの移載先基材側に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定装置。
【請求項7】
マイクロサイズを有するピンがそれぞれマイクロサイズの貫通していない穴に挿入された移載元基材を載置する第１のステージと、複数の前記ピンの移載先が設けられた移載先基材を載置する第２のステージと、
前記第１のステージの前記移載元基材を載置する面と逆側に設けられた磁石と、
前記第１のステージ、前記第２のステージの何れかの一端部に対して回転軸部が取り付けられ前記第１のステージと前記第２のステージとを対向させる回転機構と、
前記第１のステージ、前記第２のステージの何れかを上下動させる上下動機構と、
熱源と、
を備え、
前記移載元基材を前記第１のステージに載置すると共に、前記移載先基材を前記第２のステージに載置した後に、前記磁石により前記移載元基材の前記穴に前記ピンをそれぞれ保持しながら前記回転機構により前記第１のステージを上下反転させて前記移載先基材の上に前記移載元基材を対向させ、前記磁石を前記第１のステージから遠ざけることにより前記移載先基材の上に前記ピンを立てて置き、
前記穴に部分的に挿入されている前記ピンを前記移載元基材でガイドしながら前記上下動機構により前記ピンを前記移載先基材に押圧すると同時に又はそれと前後して前記熱源により固定剤を溶解することにより、溶融した前記固定剤を前記ピンの移載先基材側外周に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定装置。
【請求項8】
前記移載元基材が弾性変形し得る、請求項６又は７に記載のピン固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ピン固定方法、ピン固定装置及びピンが固定された基材に関する。
【背景技術】
【0002】
積層配線、３Ｄ配線などの技術として、チップを複数のダイで統合するチップレット化が検討されている。ダイの上に別のダイを載せて配線するためにはピンが必要となる。ピンの径及び長さは、例えば０．３ｍｍ以下というマイクロオーダーである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
マイクロサイズのピンは、質量が極めて小さく、溶融した固定剤のため所定の位置からのズレが生じるため、精度よく位置決めして固定することが難しい。
【0004】
そこで、本発明では、複数のマイクロサイズのピンを精度よく位置決めして固定するピン固定方法及びピン固定装置と、それにより作製されるピンが固定された基材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明のコンセプトは次のとおりである。
[１] マイクロサイズを有するピンを、当該ピンをそれぞれ挿入するためのマイクロサイズの穴を有する移載元基材と対向する移載先基材の上に立てて置き、
前記穴に部分的に挿入されている前記ピンを前記移載元基材で加圧して前記ピンを前記移載先基材に押圧すると同時に又はそれと前後して固定剤を溶融することにより、溶融した固定剤を前記ピンの移載先基材側に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定方法。
[２] 複数のマイクロサイズの穴を有する移載元基材の前記穴のそれぞれに、マイクロサイズのピンが挿入され、前記ピンの一部が前記穴から突出している状態において、前記移載元基材に前記ピンを磁界、電界又は吸引により保持させて、前記移載元基材を反転して移載先基材と対向させて、
前記移載元基材への前記ピンの保持を開放することにより、前記ピンを前記移載先基材の上に立てて置き、
前記穴に部分的に挿入されている前記ピンを前記移載元基材で加圧して前記ピンを前記移載先基材に押圧すると同時に又はそれと前後して固定剤を溶融することにより、溶融した固定剤を前記ピンの移載先基材側に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定方法。
[３] 前記移載先基材の上には前記固定剤が設けられている、前記[１]又は[２]に記載のピン固定方法。
［４］ 前記移載元基材の前記ピンへの加圧により前記移載元基材が弾性変形し得る、前記［１］又は［２］に記載のピン固定方法。
［５］ 複数のマイクロサイズの穴を有する移載元基材の前記穴のそれぞれに、マイクロサイズのピンが挿入され、前記ピンの一部が前記穴から突出している状態において、前記移載元基材に前記ピンを磁界により保持させて、前記移載元基材を反転して移載先基材と対向させて、
前記ピンを前記移載先基材の上に立てて置き、前記穴に部分的に挿入されている前記ピンに対して前記移載元基材を押圧手段で加圧することにより前記押圧手段が弾性変形しながら、前記ピンが前記移載先基材に押し付けられると同時に又はそれと前後して固定剤を溶融することにより、溶融した前記固定剤を前記ピンの移載先基材側に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定方法。
[６] マイクロサイズを有するピンがそれぞれマイクロサイズの穴に挿入された移載元基材を載置する第１のステージと、
複数の前記ピンの移載先が設けられた移載先基材を載置する第２のステージと、
前記第１のステージに載置された前記移載元基材に対して前記ピンを保持するための保持機構と、
前記第１のステージと前記第２のステージの少なくとも何れかを回転させて前記第１のステージと前記第２のステージとを対向させる回転機構と、
前記第１のステージ、前記第２のステージの何れかを上下動させる上下動機構と、
熱源と、
を備え、
前記回転機構が前記移載元基材と前記移載先基材とを対向させて前記保持機構による前記ピンの保持を開放することにより、前記ピンを前記移載元基材から前記移載先基材の上に立てて置き、
前記熱源により固定剤を溶融すると同時に又はそれと前後して前記上下動機構により前記移載元基材を介在して前記ピンを前記移載先基材に対して押圧することにより、溶融した前記固定剤を前記ピンの移載先基材側に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定装置。
[７] マイクロサイズを有するピンがそれぞれマイクロサイズの穴に挿入された移載元基材を載置する第１のステージと、
複数の前記ピンの移載先が設けられた移載先基材を載置する第２のステージと、
前記第１のステージの前記移載元基材を載置する面と逆側に設けられた磁石と、
前記第１のステージ、前記第２のステージの何れかの一端部に対して回転軸部が取り付けられ前記第１のステージと前記第２のステージとを対向させる回転機構と、
前記第１のステージ、前記第２のステージの何れかを上下動させる上下動機構と、
熱源と、
を備え、
前記移載元基材を前記第１のステージに載置すると共に、前記移載先基材を前記第２のステージに載置した後に、前記磁石により前記移載元基材の前記穴に前記ピンをそれぞれ保持しながら前記回転機構により前記第１のステージを上下反転させて前記移載先基材の上に前記移載元基材を対向させ、前記磁石を前記第１のステージから遠ざけることにより前記移載先基材の上に前記ピンを立てて置き、
前記穴に部分的に挿入されている前記ピンを前記移載元基材でガイドしながら前記上下動機構により前記ピンを前記移載先基材に押圧すると同時に又はそれと前後して前記熱源により固定剤を溶解することにより、溶融した前記固定剤を前記ピンの移載先基材側外周に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定装置。
［８］ 前記移載元基材が弾性変形し得る、前記［６］又は［７］に記載のピン固定装置。
[９] 平面を有する基材と、
マイクロサイズを有して前記基材の上に設けられた複数のピンと、
前記複数のピンの前記基材側の周囲にそれぞれ設けられた固定部と、
を有する、ピンが固定された基材。
[１０] 前記固定部が、半田フィレット、樹脂及び接着剤の何れかからなる、前記[９]に記載のピンが固定された基材。
[１] マイクロサイズを有するピンを、当該ピンをそれぞれ挿入するためのマイクロサイズの穴を有する移載元基材と対向する移載先基材の上に立てて置き、
前記穴に部分的に挿入されている前記ピンを前記移載元基材で加圧して前記ピンを前記移載先基材に押圧すると同時に又はそれと前後して固定剤を溶融することにより、溶融した固定剤を前記ピンの移載先基材側に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定方法。
[２] 複数のマイクロサイズの穴を有する移載元基材の前記穴のそれぞれに、マイクロサイズのピンが挿入され、前記ピンの一部が前記穴から突出している状態において、前記移載元基材に前記ピンを磁界、電界又は吸引により保持させて、前記移載元基材を反転して移載先基材と対向させて、
前記移載元基材への前記ピンの保持を開放することにより、前記ピンを前記移載先基材の上に立てて置き、
前記穴に部分的に挿入されている前記ピンを前記移載元基材で加圧して前記ピンを前記移載先基材に押圧すると同時に又はそれと前後して固定剤を溶融することにより、溶融した固定剤を前記ピンの移載先基材側に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定方法。
[３] 前記移載先基材の上には前記固定剤が設けられている、前記[１]又は[２]に記載のピン固定方法。
［４］ 前記移載元基材の前記ピンへの加圧により前記移載元基材が弾性変形し得る、前記［１］又は［２］に記載のピン固定方法。
［５］ 複数のマイクロサイズの穴を有する移載元基材の前記穴のそれぞれに、マイクロサイズのピンが挿入され、前記ピンの一部が前記穴から突出している状態において、前記移載元基材に前記ピンを磁界により保持させて、前記移載元基材を反転して移載先基材と対向させて、
前記ピンを前記移載先基材の上に立てて置き、前記穴に部分的に挿入されている前記ピンに対して前記移載元基材を押圧手段で加圧することにより前記押圧手段が弾性変形しながら、前記ピンが前記移載先基材に押し付けられると同時に又はそれと前後して固定剤を溶融することにより、溶融した前記固定剤を前記ピンの移載先基材側に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定方法。
[６] マイクロサイズを有するピンがそれぞれマイクロサイズの穴に挿入された移載元基材を載置する第１のステージと、
複数の前記ピンの移載先が設けられた移載先基材を載置する第２のステージと、
前記第１のステージに載置された前記移載元基材に対して前記ピンを保持するための保持機構と、
前記第１のステージと前記第２のステージの少なくとも何れかを回転させて前記第１のステージと前記第２のステージとを対向させる回転機構と、
前記第１のステージ、前記第２のステージの何れかを上下動させる上下動機構と、
熱源と、
を備え、
前記回転機構が前記移載元基材と前記移載先基材とを対向させて前記保持機構による前記ピンの保持を開放することにより、前記ピンを前記移載元基材から前記移載先基材の上に立てて置き、
前記熱源により固定剤を溶融すると同時に又はそれと前後して前記上下動機構により前記移載元基材を介在して前記ピンを前記移載先基材に対して押圧することにより、溶融した前記固定剤を前記ピンの移載先基材側に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定装置。
[７] マイクロサイズを有するピンがそれぞれマイクロサイズの穴に挿入された移載元基材を載置する第１のステージと、
複数の前記ピンの移載先が設けられた移載先基材を載置する第２のステージと、
前記第１のステージの前記移載元基材を載置する面と逆側に設けられた磁石と、
前記第１のステージ、前記第２のステージの何れかの一端部に対して回転軸部が取り付けられ前記第１のステージと前記第２のステージとを対向させる回転機構と、
前記第１のステージ、前記第２のステージの何れかを上下動させる上下動機構と、
熱源と、
を備え、
前記移載元基材を前記第１のステージに載置すると共に、前記移載先基材を前記第２のステージに載置した後に、前記磁石により前記移載元基材の前記穴に前記ピンをそれぞれ保持しながら前記回転機構により前記第１のステージを上下反転させて前記移載先基材の上に前記移載元基材を対向させ、前記磁石を前記第１のステージから遠ざけることにより前記移載先基材の上に前記ピンを立てて置き、
前記穴に部分的に挿入されている前記ピンを前記移載元基材でガイドしながら前記上下動機構により前記ピンを前記移載先基材に押圧すると同時に又はそれと前後して前記熱源により固定剤を溶解することにより、溶融した前記固定剤を前記ピンの移載先基材側外周に装着して前記ピンを前記移載先基材に固定する、ピン固定装置。
［８］ 前記移載元基材が弾性変形し得る、前記［６］又は［７］に記載のピン固定装置。
[９] 平面を有する基材と、
マイクロサイズを有して前記基材の上に設けられた複数のピンと、
前記複数のピンの前記基材側の周囲にそれぞれ設けられた固定部と、
を有する、ピンが固定された基材。
[１０] 前記固定部が、半田フィレット、樹脂及び接着剤の何れかからなる、前記[９]に記載のピンが固定された基材。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、複数のマイクロサイズのピンを精度よく位置決めして固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。図面には本発明の好ましい形態の一つを示すものであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で発明の構成要素について変更したり一部削除したり追加した形態についても本発明の範囲に含まれる。
【0009】
［第１の実施形態］
本発明の基本的な形態として第１の実施形態を説明する。図１は、本発明の基本的な形態としての第１の実施形態に係るピン移載方法を模式的に示す図である。本発明の基本的な形態としての第１の実施形態に係るピン移載方法は、次のようなステップにより行われる。
本発明の基本的な形態として第１の実施形態を説明する。図１は、本発明の基本的な形態としての第１の実施形態に係るピン移載方法を模式的に示す図である。本発明の基本的な形態としての第１の実施形態に係るピン移載方法は、次のようなステップにより行われる。
【0010】
先ず、磁界により挙動するピン１が各挿入部２Ａに挿入されたアレイ体２Ｂを用意する（ＳＴＥＰ１）。アレイ体２Ｂは、挿入部２Ａとしての穴を有しており、平面視で矩形でも円形でもよい。アレイ体２Ｂは金属、半導体、ガラス等の絶縁体の何れで構成してもよいが、磁性材料で構成されない方が好ましい。効率的にピン１に磁界の効果を及ぼすためである。アレイ体２Ｂは挿入側の穴口が上方に向けられており、各穴にピン１が挿入されている。ピン１は、例えば円柱形状である。ピン１は、例えば直径１μｍ以上１０００μｍ以下、長さ１μｍ以上１０００μｍ以下のマイクロサイズを有している。そのため、穴はピン１の直径に対して１．０２乃至１．３倍の直径を有する。穴は、ピン１の長さに対して０．１倍以上５倍以下の深さを有する。ピン１の寸法に対して穴がこの範囲であれば、一本のピン１を一つの穴に挿入することができ、かつ、穴から不用意に抜け難くなるからである。また、穴は、アレイ体２Ｂの上下面に対して垂直に設けられている場合のみならず、上下面に対して傾斜していてもよい。一枚のアレイ体２Ｂに対して同一又は同様な形状、寸法（特に深さ）の穴が設けられている必要はなく、各場所において異なる形状、寸法の穴が設けられていてもよい。以下、ピン１が挿入されたアレイ体２Ｂを特に「ピン挿入済みアレイ体２」と呼ぶことにする。
【0011】
次に、第１の磁石１１を、ピン挿入済みアレイ体２のピン１に作用するように配置し、ピン挿入済みアレイ体２を上下に反転させる。その際、ピン挿入済みアレイ体２のピン１に対して磁界が反転の前後で同一又は略同一となるように、第１の磁石１１で生じる磁界の向きを必要に応じて調整しながら、ピン挿入済みアレイ体２を上下に反転させる。例えば、第１の磁石１１として永久磁石が採用され、ピン挿入済みアレイ体２の挿入側の穴口が上方に向けられている場合、第１の磁石１１がピン挿入済みアレイ体２の下方に配置される（ＳＴＥＰ２）。ピン挿入済みアレイ体２を第１の磁石１１に近づけてもよいが、第１の磁石１１をピン挿入済みアレイ体２に近づけたほうが制御しやすく歩留まりが高い。
【0012】
次に、第１の磁石１１と共にピン挿入済みアレイ体２を上下に反転させる（ＳＴＥＰ３）。これにより、挿入側の穴口が下方に向けられているが、ピン挿入済みアレイ体２の上方に第１の磁石１１が配置され、永久磁石による磁界の効果によりピン１が穴口から抜け出さないため脱離しない。
【0013】
これらと前後して、ピンを配列したい基材を用意する。ここで、「基材」とは、半導体製造工程における前工程により複数の半導体素子が搭載されたウェハでも、ダイシングで最小単位に切断されたダイでも、よい。ダイの代わりにチップと呼ばれることもある。一つの基材、又は一つの基材に別の基材少なくとも一つが積層された状態でも、総称して「基材」と呼ぶことにする。Ｓｉウェハなどの半導体ウェハに前工程により作製された複数の半導体素子を少なくとも一つ備えてなる基材に対して、別の同様の基材を積層して、半導体素子同士、又は一方の半導体素子に対して外部配線をするために、一又は複数のピン挿入領域を有しているものであれば、それらを一体化させて基材と呼ぶことにする。ピン挿入領域は、基材に対して上下方向、上下方向に対して傾斜した方向の何れの方向に設けられていてもよく、深さが異なる穴であってもよく、貫通、非貫通を問わない。
【0014】
なお、基材は、複数のピンの移載先としてピン挿入領域３Ａが設けられた「移載先基材３」とも呼ぶことがあり、図面においては、半導体素子などの詳細は省略して示されている。複数のピンの移載先としては断面が凹部を有している場合のみならず、フラットであってもよい。そのような場合には、ピンのフラット面側には半田などの接着剤が設けられていることが好ましい。ピンの移載先のフラット面に、部分的に又は前面に接着剤が設けられていることが好ましい。これらにより、移載されたピンを立ったままとすることができる。
【0015】
次に、ピン挿入済みアレイ体２と移載先基材３とを必要に応じて対向させ、ピン挿入済みアレイ体２におけるピン１の先端が移載先基材３のピン挿入領域３Ａと向かい合っている状態又はほぼ向かい合っている状態において、ピン挿入済みアレイ体２と移載先基材３との距離を小さくする。その際、ピン挿入済みアレイ体２が移載先基材３に対して近づくように移動させる場合には、第１の磁石１１もピン挿入済みアレイ体２と共に移動させる（ＳＴＥＰ４）。
【0016】
そして、移載先基材３に対してピン挿入済みアレイ体２と反対側に第２の磁石１２を配置する。その際、第２の磁石１２を、ピン挿入済みアレイ体２のピン１に作用するよう配置する。第２の磁石１２は、第１の磁石１１と同様な構成でも異なる構成でもよい。例えば、第２の磁石１２として永久磁石が採用される場合には、第２の磁石１２が移載先基材３の下方に配置される（ＳＴＥＰ５）。
【0017】
さらに、第１の磁石１１からの磁界が、ピン１に影響しないように制御する。第１の磁石１１をピン挿入済みアレイ体２から遠ざければよい。すると、ピン挿入済みアレイ体２において、ピン１が第１の磁石１１の磁界の影響を受けずに第２の磁石１２の影響を受けることになり、各ピン１がアレイ体２Ｂから移載先基材３に移動し、各ピン１がピン挿入領域３Ａに挿入される（ＳＴＥＰ６）。
【0018】
この一連の工程により、各ピン１が、アレイ体２Ｂの挿入部２Ａから移載先基材３のピン挿入領域３Ａに移載される。この一連の工程により、複数の、特に多数のピン１を、同時に、ピン挿入領域３Ａに挿入させることができる。即ち、移載先基材３としてのウェハ、チップ、ダイに設けられたピン挿入領域３Ａとしての貫通穴又は非貫通穴にピン１が挿入される。よって、複数のピン１ができるだけ短時間に配置されることができる。
【0019】
この一連の工程において、移載先基材３を準備する前に、移載先基材３としてのウェハ、チップ、ダイに設けられたピン挿入領域３Ａの入口の周囲に、半田などのペーストを予め設けておき、前述の一連の工程の後、移載先基材３を熱源１３により昇温することによりペースト３Ｂが溶け、ピン１を移載先基材３に固定させることができる（ＳＴＥＰ７）。その後、第２の磁石１２を移載先基材３の裏側から遠ざける。
【0020】
ここで、第１の磁石１１及び第２の磁石１２が永久磁石である必要はなく、それぞれ、一又は複数の電磁石で構成されてもよい。電磁石の場合には、電磁石に流す電流を調整することにより、ピン１に影響する磁界を制御することができる。永久磁石をピン挿入済みアレイ体２から遠ざけるための時間を省略することができる。また、第１の磁石１１及び第２の磁石１２の何れも電磁石を採用することにより、細かな制御が可能となる。特に、ピン挿入済みアレイ体２の各挿入部２Ａの形状、複数の挿入部２Ａ同士の配置パターン、移載先基材３の各ピン挿入領域３Ａの形状、複数のピン挿入領域３Ａ同士の配置パターンによっては、電磁石の方がピン１の挙動を細かく制御することができる。
【0021】
【0022】
図２Ａに示すように、ピン挿入済みアレイ体２が第１のステージ１４の上に載置される。第１のステージ１４のピン挿入済みアレイ体２と逆側の裏面側には、第１の磁石１１が第１の磁石ホルダー１６によって配置されており、第１のシャフト１５が第１の磁石ホルダー１６に貫通して配置されている。変位機構２１によって、第１の磁石ホルダー１６を第１のシャフト１５の長手方向に移動させることができるように構成されている。回転機構としての反転機構１７が回転軸部１７Ａの回転と共に第１のステージ１４を回転するように構成されている。回転軸部１７Ａに対して第１のステージ１４ひいてはピン挿入済みアレイ体２の平面視中心線とずらして第１のステージ１４が回転軸部１７Ａに取り付けられている。
【0023】
ＳＴＥＰ２の状態から矢印αで示すように回転機構としての反転機構１７の回転軸部１７Ａ回りに半回転させることにより、図２Ｂに示すように、ピン挿入済みアレイ体２の穴口が下を向いて第１のステージ１４に対して逆側の上方に第１の磁石１１が配置される。この半回転と同時に、ピン挿入済みアレイ体２の下方に移載先基材３が配置されることが好ましい。移載先基材３は第２のステージ１８に載置される。第２のステージ１８の移載先基材３と逆側の裏面側には、第２の磁石１２が第２の磁石ホルダー１９によって配置されており、第２のシャフト２０が第２の磁石ホルダー１９に貫通して配置されている。変位機構２１により、第２の磁石ホルダー１９を第２のシャフト２０の長手方向に移動させることができるように構成されている。
【0024】
ＳＴＥＰ４の状態から、第２のステージ１８と第２の磁石１２の距離を縮めることにより、第２の磁石１２の上方にあるピン挿入済みアレイ体２のピン１に対して第２の磁石１２による磁界を影響させる。これと前後して、好ましくはピン挿入済みアレイ体２のピン１に対して第２の磁石１２による磁界を及ぼさせた後に、図２Ｃに示すように、第１の磁石ホルダー１６を第１のシャフト１５の長手方向に即ち上方に移動させる。これより、ピン挿入済みアレイ体２のピン１に対して第１の磁石１１による磁界の影響を弱め、第２の磁石１２による磁界の影響を支配的にする。すると、ピン１がアレイ体２Ｂから脱離して挿入先基材３のピン挿入領域３Ａに挿入される。
【0025】
第１の実施形態においては、第１の磁石１１及び第２の磁石１２の何れも永久磁石を採用し、それらの永久磁石が第１の磁石ホルダー１６、第２の磁石ホルダー１９にそれぞれ保持され、それぞれ対応する第１のシャフト１５、第２のシャフト２０に沿って変位機構２１により上下動するように構成している。
【0026】
ここで、第１の磁石１１、第２の磁石１２は、ピン挿入済みアレイ体２の挿入部２Ａに対して磁界が生じるように、及び／又は、移載先基材３のピン挿入領域３Ａの軸方向に沿って又は軸方向の成分を有するような磁界が生じるように、一又は複数の磁性体により磁気回路が形成される。
【0027】
本発明の実施形態は、基本的な形態を説明したように、第１の磁石１１とピン挿入済みアレイ体２、第２の磁石１２と移載先基材３との距離を変化させることができればよく、第１のステージ１４、第２のステージ１８をそれぞれ上下動させるようにしてもよい。
【0028】
第１の磁石１１、第２の磁石１２の何れか一方又は双方は、一又は複数の電磁石であってもよく、複数の電磁石により、ピン挿入済みアレイ体２の挿入部２Ａに対して磁界が生じるように、及び／又は、移載先基材３のピン挿入領域３Ａの軸方向に沿って又は軸方向の成分を有するような磁界が生じるように、一又は複数の磁性体により磁気回路が形成される。
【0029】
［第２の実施形態］
本発明の具体的な実施形態として第２の実施形態を説明する。図３、図４、図５は、それぞれ本発明の第２の実施形態に係るピン移載装置を示す平面図、正面図、側面図である。図６は図３のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図、図７は図３のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図、図８は図５における操作部及びその周囲を模式的に示す斜視図である。なお、図５では構成部材の一部、例えば回転シャフト１０７、固定用プレート１０８、支柱１０９を省略している。説明の便宜のため左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、高さ方向をＺ軸方向としている。図３乃至図７に示すピン移載装置１００は、図２に示すピン移載方法の各工程を具体的に行える一つの形態である。ピン移載装置１００の構造について説明する。
本発明の具体的な実施形態として第２の実施形態を説明する。図３、図４、図５は、それぞれ本発明の第２の実施形態に係るピン移載装置を示す平面図、正面図、側面図である。図６は図３のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図、図７は図３のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図、図８は図５における操作部及びその周囲を模式的に示す斜視図である。なお、図５では構成部材の一部、例えば回転シャフト１０７、固定用プレート１０８、支柱１０９を省略している。説明の便宜のため左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、高さ方向をＺ軸方向としている。図３乃至図７に示すピン移載装置１００は、図２に示すピン移載方法の各工程を具体的に行える一つの形態である。ピン移載装置１００の構造について説明する。
【0030】
ピン移載装置１００は、設置面に支持される台付きのベースプレート１０１上に、奥行側に左右で対をなす縦フレーム１０２が立設され、横フレーム１０３が左右の縦フレーム１０２の上端部の前側に架け渡されて固定されている。左右で対をなすポール１０４が横フレーム１０３の内側にベースプレート１０１に立設される。可動プレート１０５が、平面視において横フレーム１０３と部分的に重なるように、左右で対をなすポール１０４にそれぞれ軸受け部１０６を介在して取り付けられており、ポール１０４の長手方向に沿って上下動させることができる。回転シャフト１０７が左右で対をなすポール１０４の左右ほぼ中間に設けられる。固定用プレート１０８を支持するための左右で対をなす支柱１０９がベースプレート１０１に立設されており、回転シャフト１０７の下端部が固定用プレート１０８の左右中間に回転可能に支持され、回転シャフト１０７の上端部寄りで可動プレート１０５に対して軸受け部を介しさらに横フレーム１０３に対して摺動可能に又は非接触で経由して延びて設けられ、回転シャフト１０７の上端部にはハンドル１１０が装着されている。これにより、ハンドル１１０を平面視で時計まわり及び反時計まわりに回転することにより、回転シャフト１０７が回転し可動プレート１０５が上下動する。このように、回転シャフト１０７、可動プレート１０５、軸受け部により構成される上下動機構は、アーム１１２の対を上下動させて、第１のステージ１１４が上下動し、第１のステージ１１４と第２のステージ１３０との上下方向の距離を調整することができる。
【0031】
可動プレート１０５の中間部には、ブラケット１１１を介在して、左右で対をなすアーム１１２が前に向けて水平に取り付けられている。対をなすアーム１１２の前端部には回転機構としての反転機構１１３が取り付けられている。反転機構１１３の一部をなす保持部１１３Ｂの左右両側がアーム１１２の前端部に固定されている。反転機構１１３の一部をなす回転軸部１１３Ａが左右方向に延びて軸受け１１３Ｃにより回転自在に保持部１１３Ｂに支持されている。回転軸部１１３Ａの左右中間部において受容部１１３Ｄが固定されており、受容部１１３Ｄに対して第１のステージ１１４が締結部品１１３Ｅで固定されている。左右で対をなす第１のシャフト１１５の上端部が第１のステージ１１４に固定されている。第１のステージ１１４は、左右で対をなす第１のシャフト１１５の間に、第１の磁石ホルダー１１６が上下動自在に取り付けられている。
【0032】
第１の磁石ホルダー１１６は、左右の第１のシャフト１１５を貫通したプレート１１６Ａと、プレート１１６Ａ上面に第１の磁石としての永久磁石１１７を内蔵するケース１１６Ｂとで構成されている。ケース１１６Ｂ内にはプレート１１６Ａに立設された支持部１１６Ｃが設けられ、支持部１１６Ｃにより永久磁石１１７が固定されている。プレート１１６Ａには回転シャフト１１８がケース１１６Ｂの左右何れかの外側に軸受け部を介在して貫通している。左右で対をなす第１のシャフト１１５の下方先端には第１の連結バー１２０が架け渡されて取り付けられている。回転レバー１２１が回転シャフト１１８の第１の連結バー１２０よりも下端部に取り付けられ、回転レバー１２１を回転させることにより、回転シャフト１１８が回転して第１の磁石ホルダー１１６を上下動させることができる。ストッパー１２２が第１の連結バー１２０に当たると、第１の磁石ホルダー１１６の下降が制限され、第１の磁石ホルダー１１６がネジで第１のシャフト１１５に締結されて固定される。
【0033】
第１のステージ１１４には、ピン挿入済みアレイ体１２３を載置して固定するための第１の固定具１２４が取り付けられている。なお、図６に示されているように、第１のステージ１１４の略中央部は貫通しており、この貫通した領域１１４Ａにケース１１６Ｂの上端部を挿入することができる。
【0034】
左右で対をなすアーム１１２の左右外側には、側面視で一端部１２５Ａと他端部１２５Ｂとで略Ｌ字状をなす操作部１２５が回転軸部１１３Ａの左右それぞれに取り付けられ、各操作部１２５を回転させることにより、回転軸部１１３Ａが回転する。操作部１２５の奥行側において各アーム１１２の左右外側に支持部１２６が突出するように設けられており、一方の支持部１２６Ａには上方に向けてストッパー１２７が立設され、他方の支持部１２６Ｂには下方に向けてストッパー１２７が立設されている。Ｌ字状の操作部１２５の一端部１２５Ａが１８０度回転してストッパー１２７に当接するように、Ｌ字状の向きを調整してアーム１１２に取り付けられている。その際、左右で対をなすＬ字状の操作部１２５は、図５及び図８に示すように、一端部１２５Ａが左側では奥行に延びており右側では手前に延びているが、左右何れも他端部１２５Ｂが下方に延びているように、取り付けられる。Ｌ字状の操作部１２５において、ストッパー１２７と当接しない他端部１２５Ｂには、左右外方向に向けて係合ピン１２８が取り付けられている。係合ピン１２８は、一端が可動プレート１０５に対して下方に延びるアタッチメント１０５ａに固定された引っ張りバネ１２９の他端が取り付けられる。各操作部１２５は、係合ピン１２８により回転軸部１１３Ａに対して引っ張りバネ１２９に抗して回転される。操作部１２５は図５に示されている状態では、左側のアーム１１２Ｂの下部にスライドプレート１１１Ａが取り外し可能に固定されている。スライドプレート１１１Ａが有する長孔に締結具１１１Ｃが挿入されて締め付けられており、操作部１２５の一端部１２５Ａがストッパー１２７とスライドプレート１１１Ａで上下に挟まれており、第１のステージ１１４、第１のシャフト１１５及び第１の磁石ホルダー１１６の自重によるモーメントによる回転を抑制している。操作部１２５を操作する際には、左側のアーム１１２Ｂとスライドプレート１１１Ａとの締結具１１１Ｃ（図５参照）を緩め、図８に示す矢印の奥行方向、すなわち、可動プレート１０５側にスライドさせ、操作部１２５を引っ張りバネ１２９に抗して図８に示す側から見て反時計回りに回転させる。引っ張りバネ１２９の代わりに、エアシリンダー、油圧シリンダー、直動機構などの機械要素、電気モーターなどを用いてもよい。
【0035】
このように、第１のステージ１１４が回転軸部１１３Ａを図５において時計回りに１８０度回転させることにより、第１のステージ１１４に載置されるピン挿入済みアレイ体１２３の穴口が上方から下向きに移行する。その際、右側のスライドプレート１１１Ｂを手前にスライドさせて右側の操作部１２５の一端部１２５Ａをスライドプレート１１１Ｂとストッパー１２７によって上下で挟んで、スライドプレート１１１Ｂが有する長孔に締結具１１１Ｃ（図５参照）により締め付けて、操作部１２５が回転しないようにする。この状態において第１のステージ１１４の真下に第２のステージ１３０が配置されるように、第２のステージ１３０を支持する複数本のステージ脚１３１がベースプレート１０１に立設される。第２のステージ１３０についても第１のステージ１１４と同様に、前後で対をなす第２のシャフト１３２の上端部が第２のステージ１３０に固定されている。前後で対をなす第２のシャフト１３２の間には、第２の磁石ホルダー１３３が上下動自在に取り付けられている。
【0036】
第２の磁石ホルダー１３３は、前後の第２のシャフト１３２を貫通したプレート１３３Ａと、プレート１３３Ａ上面に第２の磁石としての永久磁石１３４を内蔵するケース１３３Ｂとで構成されている。ケース１３３Ｂ内にはプレート１３３Ａに立設された支持部（図示せず）が設けられ、この支持部により永久磁石１３４が固定されている。左右で対をなす第２のシャフト１３２の下方先端には第２の連結バー１３５が取り付けられている。プレート１３３Ａを上下動させることにより、永久磁石１３４を上下動させることができる。
【0037】
第２のステージ１３０には、移載先基材１３６を載置して固定するための第２の固定具１３７が取り付けられている。第２のステージ１３０についても、第１のステージ１１４と同様、略中央部は貫通しており、この貫通した領域にケース１３３Ｂの上端部を挿入することができる。第２のステージ１３０には左右方向、前後方向に位置決めのための位置決めユニット１３８が設けられている。
【0038】
本発明の第２の実施形態に係るピン移載装置１００は、第１のステージ１１４、第２のステージ１３０、第１の磁石としての永久磁石１１７、第２の磁石としての永久磁石１３４及び反転機構１１３の回転軸部１１３Ａ、保持部１１３Ｂ、軸受け１１３Ｃ、受容部１１３Ｄ、締結部品１１３Ｅの各構成部品を備え、永久磁石１１７が第１のステージ１１４の下側に第１のシャフト１１５及び第１の磁石ホルダー１１６を介在して上下動可能に設けられ、第１のステージ１１４が受容部１１３Ｄを介在して回転軸部１１３Ａに固定され、回転軸部１１３Ａを半回転させることにより、第１のステージ１１４と共に永久磁石１１７が反転される。永久磁石１３４が第２のステージ１３０の下側に第２のシャフト１３２を介在して上下動可能に設けられる。
【0039】
ピン移載装置１００はこのような構成を有することにより、次のようにして、ピン挿入済みアレイ体１２３から移載先基材１３６に、多数のピンをほぼ同時に移載することができる。
【0040】
先ず、ピン挿入済みアレイ体１２３を準備し、第１のステージ１１４に永久磁石１１７とは逆側の面に配置する。回転レバー１２１を回転操作することにより第１の磁石ホルダー１１６を第１のステージ１１４に近づけて、永久磁石１１７による磁界をピン挿入済みアレイ体１２３に及ぼす。
【0041】
それと前後して、移載先基材１３６を準備し、第２のステージ１３０の永久磁石１３４と逆側の面である上面側に移載先基材１３６のピン挿入領域を上にして配置する。
【0042】
そして、操作部１２５を引っ張りバネ１２９に抗して１８０度回して回転軸部１１３Ａを半回転させることにより、第１のステージ１１４と永久磁石１１７とが上下に逆になり、ピン挿入済みアレイ体１２３が移載先基材１３６に対向する。
【0043】
その後、ハンドル１１０を回転させることにより、可動プレート１０５と共に第１のステージ１１４を下げ、ピン挿入済みアレイ体１２３を降下させる。
【0044】
そして、第２の磁石ホルダー１３３を第２のシャフト１３２に沿って上昇させて永久磁石１３４による磁界をピン挿入済みアレイ体１２３のピンに及ぼした後に、回転レバー１２１を回転操作することにより第１の磁石ホルダー１１６を上昇させることで、第１のステージ１１４から永久磁石１１７を遠ざけることにより、ピン挿入済みアレイ体１２３のピンに対して永久磁石１１７による磁界を弱め、永久磁石１３４による磁界によりピン挿入済みアレイ体１２３から移載先基材１３６のピン挿入領域にピンを移載させることができる。
【0045】
ピン移載装置１００においては、回転軸部１１３Ａが左右のアーム１１２に軸受け１１３Ｃにより回転可能に支持されており、左右のアーム１１２よりも中間よりで受容部１１３Ｄが回転軸部１１３Ａに締結部品１１３Ｅにより固定され、受容部１１３Ｄに第１のステージ１１４の一端部が固定されている。このように、第１のステージ１１４が回転軸部１１３Ａの軸線に対して第１のステージ１１４の平面視中心線とずらして取り付けられている。よって、第１のステージ１１４を回転軸部１１３Ａにより半回転することにより、第１のステージ１１４が第２のステージ１３０と対向し得るように、第１のステージ１１４と第２のステージ１３０との位置関係を設定することができる。したがって、第１のステージ１１４にピン挿入済みアレイ体１２３をセットし、第２のステージ１３０に移載先基材１３６をセットすることにより、簡易に、ピン挿入済みアレイ体１２３と移載先基材１３６を対向させることができる。
【0046】
また、第１のステージ１１４が第２のステージ１３０と対向する状態において、第１のステージ１１４が第２のステージ１３０の上方に配置されるため、第１のステージ１１４を第２のステージ１３０に向けて下降させ、第２のステージ１３０上の移載先基材１３６に対して第１のステージ１１４に保持されたピン挿入済みアレイ体１２３を移動させることができる。ピン挿入済みアレイ体１２３が、平面視において移載先基材１３６よりも小さい場合、特に、ピン移載の制御がしやすく、歩留まりがよい。
【0047】
以上説明したように、ピン移載装置１００によれば、ピン挿入済みアレイ体１２３と移載先基材１３６とをそれぞれ準備し、ピン挿入済みアレイ体１２３の裏側に配置された永久磁石１１７と共にピン挿入済みアレイ体１２３を回転機構としての反転機構１１３でもって反転させることによりピン挿入済みアレイ体１２３と移載先基材１３６とを対向させ、移載先基材１３６を挟んでピン挿入済みアレイ体１２３と逆側に永久磁石１３４を配置させ、ピン挿入済みアレイ体１２３の挿入部に挿入されているピンに対して、永久磁石１１７による磁界を弱め、永久磁石１３４による磁界の影響を強めることにより、移載先基材１３６へ当該ピンを移載することができる。
【0048】
ピン移載装置１００では、第１のステージ１１４及び永久磁石１１７を上下反転させるようにしている。本発明の実施形態では、これに限定されることなく、第１のステージを固定し、第２のステージと対応する永久磁石を上下反転させるようにしてもよい。その際には、第２のステージに反転機構を取り付ければよく、第１のステージに反転機構を取り付けた場合に対応させて必要により変更すればよい。この場合においても、第２のステージが回転軸部の軸線に対して第１のステージ１１４の平面視中心線とずらして取り付けられることが好ましい。第２のステージを回転軸部により半回転することにより、第２のステージが第１のステージと対向し得るからである。
【0049】
ピン移載装置１００では、第１のステージ１１４が第２のステージ１３０と対向する状態において、第１のステージ１１４が第２のステージ１３０の上方に配置されるが、上下を逆にしてもよい。ピン移載装置１００では、永久磁石１１７，１３４を採用しているが、一又は複数の電磁石に回路で電流を制御して流すことにより磁界を制御してもよい。また、永久磁石と電磁石を併用してもよい。
【0050】
［第３の実施形態］
図９は、本発明の第３の実施形態としてのピン移載装置の構成図を示す図である。ピン移載装置は、メカニカルな構造としては図２乃至図８を参照して説明したように各種の形態を採用することができる。図２乃至図８を参照して説明した以外に、回転機構としては、回転軸部１１３Ａをモーターに接続することによりモーターで回転してもよく、その際、モーターと回転軸部１１３Ａとの間にギアを介在させてもよい。また、直線的な動きを回転又は反転の動きに変換する機構を採用してもよい。ピン移載装置は、システム的には、図９のように構成することができる。ピン移載装置２００において、第１の磁石、第２の磁石の少なくとも何れかに一又は複数の電磁石２０１を採用した場合に、その電磁石２０１に流す電流を制御するための回路２０２と、ピン挿入済みアレイ体２０３から移載先基材２０４に対してピンが移載されたかどうかを検出するための検査部２０５とを備える。
図９は、本発明の第３の実施形態としてのピン移載装置の構成図を示す図である。ピン移載装置は、メカニカルな構造としては図２乃至図８を参照して説明したように各種の形態を採用することができる。図２乃至図８を参照して説明した以外に、回転機構としては、回転軸部１１３Ａをモーターに接続することによりモーターで回転してもよく、その際、モーターと回転軸部１１３Ａとの間にギアを介在させてもよい。また、直線的な動きを回転又は反転の動きに変換する機構を採用してもよい。ピン移載装置は、システム的には、図９のように構成することができる。ピン移載装置２００において、第１の磁石、第２の磁石の少なくとも何れかに一又は複数の電磁石２０１を採用した場合に、その電磁石２０１に流す電流を制御するための回路２０２と、ピン挿入済みアレイ体２０３から移載先基材２０４に対してピンが移載されたかどうかを検出するための検査部２０５とを備える。
【0051】
検査部２０５は、ピンがアレイ体に対して残留しているか又はアレイ体から脱離した割合を求める。検査部２０５としては複数の方法が考えられ、アレイ体に対して電気的な計測を行い、導電率、誘電率を含む電気的なパラメータから、ピンの残留又は脱離の割合を算出することができる。また、ピン挿入済みアレイ体２０３としてのアレイ体の材料にもよるが、アレイ体に赤外線などの電磁波を照射することによりその透過波、反射波の何れか又は双方を検出し、その検出結果からピンの残留又は脱離の割合を算出することができる。
【0052】
第１乃至第３の実施形態では、例えば図２に示すように、ピン移載装置が、ピン１が配置されたアレイ体２Ｂを載置する第１のステージ１４と、ピン１の移載先が設けられた移載先基材３を載置する第２のステージ１８と、第１のステージ１４に載置されたアレイ体２Ｂに対するピン１を保持するための保持機構としての第１の磁石１１と、第１のステージ１４と第２のステージ１８の少なくとも何れかを回転させて第１のステージ１４と第２のステージ１８とを対向させる回転機構としての反転機構１７と、を備え、回転機構としての反転機構１７がアレイ体２Ｂと移載先基材３とを対向させて保持機構としての第１の磁石１１によるピン１の保持を開放することにより、ピン１をアレイ体２Ｂから移載先基材３に移載する。
【0053】
第１のステージ１４に対してアレイ体２Ｂと逆側に第１の磁石１１が備えられ、第１の磁石１１によりピン１に磁界を及ぼすことにより、ピン１をアレイ体２Ｂに保持させており、ピン１の磁界による保持を開放することにより、ピン１の自重によりピン１を落下させて、移載先基材３の移載先にピンを移すようにしてもよい。もちろん、前述したように、第２の磁石１２による磁界をピン１に作用させて、移載先基材３の移載先にピンを移すようにしてもよい。
【0054】
［第４の実施形態］
第４の実施形態に係るピン移載装置について説明する。図１０は、第４の実施形態に係るピン移載装置の要部を示す図である。ピン１をアレイ体２Ｂに保持させる保持機構のバリエーションは次の通りである。第１のステージ１４に保持機構としての吸引機構５０を取り付け、吸引機構５０によりピンを吸引することにより、ピン１をアレイ体２Ｂに保持させるように構成される。吸引機構５０は、吸着ホルダー５１、制御ユニット５２、接続管としてのホース５３、５４及び真空ポンプ５５などで構成される。図１０に示すように、第１のステージ１４には吸着ホルダー５１が取り付けられており、吸着ホルダー５１はピン１が挿入されたアレイ体２Ｂの受け部５１ａを備えており、吸着ホルダー５１の貫通穴５１ｂにつながるように受け部５１ａと逆側に空圧継手５１ｃが設けられている。吸着ホルダー５１には、貫通穴５１ｂとアレイ体２Ｂの挿入部２Ａのピン１よりも直径の小さな穴とつながる部屋５１ｄが設けられている。吸着ホルダー５１の空圧継手５１ｃは制御ユニット５２に接続管としてのホース５３により接続されており、制御ユニット５２は接続管としてのホース５４により真空ポンプ５５に接続されている。
第４の実施形態に係るピン移載装置について説明する。図１０は、第４の実施形態に係るピン移載装置の要部を示す図である。ピン１をアレイ体２Ｂに保持させる保持機構のバリエーションは次の通りである。第１のステージ１４に保持機構としての吸引機構５０を取り付け、吸引機構５０によりピンを吸引することにより、ピン１をアレイ体２Ｂに保持させるように構成される。吸引機構５０は、吸着ホルダー５１、制御ユニット５２、接続管としてのホース５３、５４及び真空ポンプ５５などで構成される。図１０に示すように、第１のステージ１４には吸着ホルダー５１が取り付けられており、吸着ホルダー５１はピン１が挿入されたアレイ体２Ｂの受け部５１ａを備えており、吸着ホルダー５１の貫通穴５１ｂにつながるように受け部５１ａと逆側に空圧継手５１ｃが設けられている。吸着ホルダー５１には、貫通穴５１ｂとアレイ体２Ｂの挿入部２Ａのピン１よりも直径の小さな穴とつながる部屋５１ｄが設けられている。吸着ホルダー５１の空圧継手５１ｃは制御ユニット５２に接続管としてのホース５３により接続されており、制御ユニット５２は接続管としてのホース５４により真空ポンプ５５に接続されている。
【0055】
第１のステージ１４は受け部５１ａを上方に向けた状態で、ピン１が挿入されたアレイ体２Ｂがセットされ、制御ユニット５２を制御することにより部屋５１ｄ内を真空ポンプ５５で排気することによりピン１がアレイ体２Ｂに吸着されている。この状態で、第１のステージ１４を図示しない回転機構により反転させる、その際、ピン１はアレイ体２Ｂに保持されている。その後、第２、第３の実施形態と同様、必要により第２のステージ（図示しない）上の移載先基材３をアレイ体２Ｂに対向させた後に第１のステージ１４と第２のステージとの距離を小さくし、制御ユニット５２を制御することにより部屋５１ｄ内を真空ポンプ５５で排気することを中止し、ピン１のアレイ体２Ｂへの真空保持を開放させてピン１の自重により落下させ移載先基材３の移載先にピンを移す。もちろん、前述した第１乃至第３の実施形態のように、第２の磁石による磁界をピン１に作用させて、移載先基材３の移載先にピンを移すようにしてもよい。
【0056】
［第５の実施形態］
第５の実施形態に係るピン移載装置について説明する。図１１は、第５の実施形態に係るピン移載装置の要部を示す図である。ピン１をアレイ体２Ｂに保持させる保持機構のバリエーションは次の通りである。保持機構６０が電極６３の対を備えており、その電極６３の対によりピン１に電界を及ぼすことにより構成されている。すなわち、電極６３付きのベースプレート６１が第１のステージ１４に取り付けられ、電極６３の対にはガラスなどの絶縁体６２がカバーされており、シリコンなどで構成されたアレイ体６４が絶縁体６２に取り付けられている。アレイ体６４の一の挿入部６５に向けて、電極６３ａと電極６３ｂの対が配置されている。一本のピン１が一の挿入部６５に挿入され、一本のピン１に対して、電極６３ａと電極６３ｂの何れか一方が＋極、他方が－極となって、一本一本のピン１に電界を及ぼすことにより、ピン１のうち、＋極の電極６３ａに対向する部分は負に帯電し、－極の電極６３ｂに対向する部分は正に帯電することにより、電極３６の対により、ピン１をアレイ体６４に保持させている。ここで、隣り合う電極６３は一つの電極で兼用されている。
第５の実施形態に係るピン移載装置について説明する。図１１は、第５の実施形態に係るピン移載装置の要部を示す図である。ピン１をアレイ体２Ｂに保持させる保持機構のバリエーションは次の通りである。保持機構６０が電極６３の対を備えており、その電極６３の対によりピン１に電界を及ぼすことにより構成されている。すなわち、電極６３付きのベースプレート６１が第１のステージ１４に取り付けられ、電極６３の対にはガラスなどの絶縁体６２がカバーされており、シリコンなどで構成されたアレイ体６４が絶縁体６２に取り付けられている。アレイ体６４の一の挿入部６５に向けて、電極６３ａと電極６３ｂの対が配置されている。一本のピン１が一の挿入部６５に挿入され、一本のピン１に対して、電極６３ａと電極６３ｂの何れか一方が＋極、他方が－極となって、一本一本のピン１に電界を及ぼすことにより、ピン１のうち、＋極の電極６３ａに対向する部分は負に帯電し、－極の電極６３ｂに対向する部分は正に帯電することにより、電極３６の対により、ピン１をアレイ体６４に保持させている。ここで、隣り合う電極６３は一つの電極で兼用されている。
【0057】
ピン１が挿入されたアレイ体６４が第１のステージ１４にセットされる。その際、電極６３による電界によりピン１がアレイ体６４に保持されている。その際、この状態で、第１のステージ１４を図示しない回転機構により反転させる、その際、ピン１はアレイ体６４に保持されている。その後、必要により第２のステージ（図示しない）上の移載先基材３をアレイ体６４に対向させ、第１のステージ１４と第２のステージとの距離を小さくして、電極６３への印加電圧を制御することなどにより、ピン１のアレイ体６４への静電保持を開放させ、ピン１の自重により落下させて、移載先基材３の移載先にピンを移す。もちろん、前述したように、前述した第１乃至第３の実施形態のように、第２の磁石による磁界をピン１に作用させて、移載先基材３の移載先にピンを移すようにしてもよい。
【0058】
第１乃至第３の実施形態において説明した回転機構、変位機構などは、第４の実施形態及び第５の実施形態において適宜用いられてよいことは説明するまでもない。
【0059】
アレイ体にピンを挿入する方法は、アレイ体の表面に多数のピンを投入して、アレイ体に縦振動、横振動などの振動を与えながらアレイ体を大きく揺動させてアレイ体の挿入部にピンを挿入させる第１の方法、アレイ体の底面側に磁石を配置してそれによる磁界によりアレイ体の挿入部にピンを挿入させる第２の方法、第１の方法と第２の方法の併用などがあるが、特に限定されるものではない。
【0060】
[第６の実施形態]
本発明の第６の実施形態として、ピンを移載先基材に移載して固定する方法について具体的に説明する。図１２は、本発明の第６の実施形態に係る、ピンを移載先基材に移載して固定する方法の概略を示す図である。ピンを移載先基材に移載する方法については第１の実施形態及び第２の実施形態で説明したように、ピン１をアレイ体２Ｂに保持する機構が磁界の場合を例にとって説明する。第１の実施形態及び第２の実施形態において詳細に説明したように、次のステップにより行われる。図１２では、移載先基材は図１とは異なり凹凸が可及的に少ない平面の平板である場合を例に示している。
本発明の第６の実施形態として、ピンを移載先基材に移載して固定する方法について具体的に説明する。図１２は、本発明の第６の実施形態に係る、ピンを移載先基材に移載して固定する方法の概略を示す図である。ピンを移載先基材に移載する方法については第１の実施形態及び第２の実施形態で説明したように、ピン１をアレイ体２Ｂに保持する機構が磁界の場合を例にとって説明する。第１の実施形態及び第２の実施形態において詳細に説明したように、次のステップにより行われる。図１２では、移載先基材は図１とは異なり凹凸が可及的に少ない平面の平板である場合を例に示している。
【0061】
先ず、磁界により挙動するピン１が各挿入部２Ａに挿入されたアレイ体２Ｂを用意する（ＳＴＥＰ１）。アレイ体２Ｂは、移載元基材として、ピン挿入部２Ａとしてのマイクロサイズの穴を有しており、平面視で矩形でも円形でもよい。アレイ体２Ｂは金属、半導体、ガラス等の絶縁体の何れで構成してもよいが、磁性材料で構成されない方が好ましい。効率的にピン１に磁界の効果を及ぼすためである。アレイ体２Ｂは挿入側の穴口が上方に向けられており、各穴にピン１が挿入されている。ピン１は、例えば円柱形状である。ピン１は、例えば直径１μｍ以上１０００μｍ以下、長さ１μｍ以上１０００μｍ以下のマイクロサイズを有している。そのため、穴はピン１の直径に対して１．０２乃至１．３倍の直径を有する。穴は、ピン１の長さに対して０．５倍以上０．９５倍以下の深さを有する有底穴である。ピン１の寸法に対して穴がこの範囲であれば、一本のピン１を一つの穴に挿入することができ、かつ、後述するように、ピン１を穴に挿入して移載先基材に押圧することができるからである。穴がアレイ体２Ｂの上下面に対して垂直に設けられている場合に限定されないこと、アレイ体２Ｂに対して同一又は同様な形状、寸法（特に深さ）の穴が設けられている必要がないことは、図１の場合と同様である。
【0062】
次に、第１の磁石１１を、ピン１が移載元基材の穴に部分的に挿入されているピン挿入済みアレイ体２のピン１に作用するように配置し、ピン挿入済みアレイ体２を上下に反転させる。その際、ピン挿入済みアレイ体２のピン１に対して磁界が反転の前後で同一又は略同一となるように、第１の磁石１１で生じる磁界の向きを必要に応じて調整しながら、ピン挿入済みアレイ体２を上下に反転させる。第１の磁石１１として永久磁石が採用され、ピン挿入済みアレイ体２の挿入側の穴口が上方に向けられている場合、第１の磁石１１がピン挿入済みアレイ体２の下方に配置される（ＳＴＥＰ２）。図示するように、第１の磁石１１をピン挿入済みアレイ体２に近づけたほうが制御しやすく歩留まりが高い。
【0063】
次に、第１の磁石１１と共にピン挿入済みアレイ体２を上下に反転させる（ＳＴＥＰ３）。これにより、挿入側の穴口が下方に向けられているが、ピン挿入済みアレイ体２の上方に第１の磁石１１が配置され、永久磁石による磁界の効果によりピン１が穴口から抜け出さないため脱離しない。
【0064】
これらと前後して、ピンを配列したい基材を用意する。ここで、「基材」とは、半導体製造工程における前工程により複数の半導体素子が搭載されたウェハでも、ダイシングで最小単位に切断されたダイでも、よい。ダイの代わりにチップと呼ばれることもある。一つの基材、又は一つの基材に別の基材少なくとも一つが積層された状態でも、総称して「基材」と呼ぶことにする。Ｓｉウェハなどの半導体ウェハに前工程により作製された複数の半導体素子を少なくとも一つ備えてなる基材に対して、別の同様の基材を積層して、半導体素子同士、又は一方の半導体素子に対して外部配線をするために、一又は複数のピン挿入領域を有しているものであれば、それらを一体化させて基材と呼ぶことにする。ここで、基材は、ピン１を立てて設けられる領域（ピン移載先領域３Ｃ）が設けられている。
【0065】
なお、基材は、複数のピンの移載先としてピン移載先領域３Ｃが設けられた「移載先基材３」とも呼ぶことがあり、図面においては、半導体素子などの詳細は省略して示されている。複数のピンの移載先としては断面が凹部を有している場合のみならず、フラットであってもよい。そのような場合には、ピンのフラット面側には半田などの接着剤が設けられていることが好ましい。ピンの移載先のフラット面に、部分的に又は全面に接着剤が設けられていることが好ましい。これらにより、移載されたピンを立ったままとすることができる。
【0066】
次に、ピン挿入済みアレイ体２と移載先基材３とを対向させ、ピン挿入済みアレイ体２におけるピン１の先端が移載先基材３のピン移載先領域３Ｃと向かい合っている状態又はほぼ向かい合っている状態において、ピン挿入済みアレイ体２と移載先基材３との距離を小さくする。その際、ピン挿入済みアレイ体２が移載先基材３に対して近づくように移動させる場合には、第１の磁石１１もピン挿入済みアレイ体２と共に移動させる（ＳＴＥＰ４）。このとき、ピン１の下端が移載先基材３の上に立てて置かれてもよい。
【0067】
次に、第１の磁石１１からの磁界が、ピン１に影響しないように制御する。第１の磁石１１をピン挿入済みアレイ体２から遠ざければよい。すると、ピン挿入済みアレイ体２において、ピン１が第１の磁石１１の磁界の影響を受けずに、各ピン１がアレイ体２Ｂから移載先基材３に移動し、各ピン１がピン移載先領域３Ｃに立てて置かれる（ＳＴＥＰ５）。
【0068】
この一連の工程により、マイクロサイズを有する各ピン１が、移載元基材としてのアレイ体２Ｂの挿入部２Ａから、移載元基材と対向する移載先基材３のピン移載先領域３Ｃ上に立てて置かれて移載される。この一連の工程により、複数の、特に多数のピン１を、同時に、ピン移載先領域３Ｃに立てて設けることができる。即ち、移載先基材３としてのウェハ、チップ、ダイに設けられたピン移載先領域３Ｃとして例えば金属パッドにピン１が立てて設けられる。この状態では、アレイ体２Ｂの挿入部２Ａにピン１の少なくとも上部が部分的に挿入されている状態で、移載先基材３のピン移載先領域３Ｃに接して立てて設けられる。よって、複数のピン１ができるだけ短時間に配置されることができる。
【0069】
この一連の工程において、移載先基材３を準備する前に、移載先基材３としてのウェハ、チップ、ダイに設けられたピン移載先領域３Ｃに、半田などの固定剤をペースト３Ｂとして予め設けておき（ＳＴＥＰ４参照）、前述の一連の工程の後、移載先基材３をその下に配置されている熱源１３により昇温することによりペースト３Ｂが溶ける。この状態、即ち、そのペースト３Ｂの溶融状態と同時に又は前後して、移載元基材としてのアレイ体２Ｂは、各穴２Ｃにピン１の少なくとも上部が部分的に挿入されてピン１を介在してガイドしながら移載先基材３に押圧する（ＳＴＥＰ６）。すると、溶融した半田などの固定剤からなるペースト３Ｂが溶融しても、ピン１の位置が可及的にずれることなく、溶融したペースト３Ｂがピン１の移載先基材側に装着し、加熱を止めて必要により冷却して、固定剤が固化することによりピン１を移載先基材３に固定することができる。ピン１とピン移載先領域３Ｃとの間において溶けた固定剤は、その間から周囲に広がり、ピン１の移載先基材側に装着されることが考えられるが、ピン１と移載先基材との間に部分的に残存してもよい。その後、アレイ体２Ｂと移載先基材３との距離を相対的に長くするように、例えばアレイ体２Ｂを上方に移動する。ここで、移載元基材としてのアレイ体２Ｂが少なくとも挿入部２Ａの穴の深さ方向に弾性変形し得る場合には、移載元基材のピン１への加圧により移載元基材が弾性変形し、ピン１の長さのバラつきによる誤差を吸収することができる。「移載元基材が弾性変形し得る」とは、ピン１の長さのバラつきによる誤差を吸収するという意味に解釈されなければならない。ここでの弾性には柔軟性の意味を含む。
【0070】
このように、先ず、マイクロサイズを有するピン１を、当該ピン１をそれぞれ挿入するためのマイクロサイズの穴を有する移載元基材としてのアレイ体２Ｂと対向する移載先基材３の上に立てて置く。次に、穴に部分的に挿入されているピン１を移載元基材３でガイドしながら加圧してピン１を移載先基材３に押圧すると同時に又はそれと前後して固定剤としてのペースト３Ｂを溶融する。これにより、溶融した固定剤がピン１の移載先基材側に装着され、ピン１の位置ずれを可及的に防止し、固定剤が空冷などの冷却により固化してピン１が移載先基材３に固定される。
【0071】
また、第６の実施形態によるピン固定方法によれば、ピン１の位置ずれだけでなく、ピン１の高さ及び傾きを既定の範囲内とすることができる。例えば、直径０．３ｍｍ，高さ０．４３ｍｍのピン１において、直径０．３３ｍｍ、深さ０．３５ｍｍの穴を有するアレイ体２Ｂでガイドして移載先基材３に押圧することにより、ピン１の位置ずれを０．０３４ｍｍ以内とし、ピン１同士の高さずれを０．００９８ｍｍ以内とし、ピン１の傾きを水平から３°以内とすることができる。
【0072】
図１２のＳＴＥＰ４からＳＴＥＰ５の間において、必要に応じて、移載先基材３に対してピン挿入済みアレイ体２と反対側に第２の磁石（図１２に示さず。図１のＳＴＥＰ５を参照）を配置する。その際、第２の磁石を、ピン挿入済みアレイ体２のピン１に作用するよう配置する。第２の磁石は、第１の磁石と同様な構成でも異なる構成でもよい。例えば、第２の磁石１２として永久磁石が採用される場合には、第２の磁石１２が移載先基材３の下方に配置される。その後、第２の磁石を移載先基材３の裏側から遠ざけ、ペーストを溶融してもよい。
【0073】
ここで、ピン１をアレイ体２Ｂで保持させる機構は、第１の磁石１１の永久磁石や電磁石による磁界、吸引機構５０、電極による電界による保持機構６０の何れかでもよい。すなわち、本発明の第６の実施形態に係るピン固定方法は、先ず、複数のマイクロサイズの穴を有する移載元基材としてのアレイ体２Ｂの穴のそれぞれに、マイクロサイズのピン１を挿入し、ピン１の一部が穴から突出している状態において、移載元基材にピン１を磁界、電界又は吸引により保持させて、移載元基材を反転して移載先基材３と対向させる。次に、移載元基材へのピン１の保持を開放することにより、ピン１を移載先基材３の上に立てて置く。そして、穴に部分的に挿入されているピン１を移載元基材でガイドしながら加圧してピン１を移載先基材３に押圧すると同時に又はそれと前後して固定剤を溶融する。これにより、溶融した固定剤がピン１の移載先基材３側に装着され、ピン１の位置ずれを可及的に防止し、固定剤が空冷などの冷却により固化してピン１が移載先基材３に固定される。
【0074】
また、このようなピン固定方法を実施に際して使用されるピン固定装置は、ピン移載装置において第２の磁石１２を用いないで構成することができる。即ち、ピン固定装置は、マイクロサイズを有するピンがそれぞれマイクロサイズの穴に挿入された移載元基材を載置する第１のステージと、複数のピンの移載先が設けられた移載先基材を載置する第２のステージと、第１のステージに載置された移載元基材に対してピンを保持するための保持機構と、第１のステージと第２のステージの少なくとも何れかを回転させて第１のステージと第２のステージとを対向させる回転機構と、第１のステージ、第２のステージの何れかを上下動させる上下動機構と、熱源とを備える。回転機構が移載元基材と移載先基材とを対向させて保持機構によるピンの保持を開放することにより、ピンを移載元基材から移載先基材の上に立てて置く。次に、熱源により固定剤を溶融すると同時に又はそれと前後して上下動機構により移載元基材を介在してピンを移載先基材に対して押圧することにより、溶融した固定剤をピンの移載先基材側に装着する。これにより、ピンが移載先基材に固定される。
【0075】
特に、保持機構として磁石を採用した構成においては、ピン固定装置は、マイクロサイズを有するピンがそれぞれマイクロサイズの穴に挿入された移載元基材を載置する第１のステージと、複数のピンの移載先が設けられた移載先基材を載置する第２のステージと、第１のステージの移載元基材を載置する面と逆側に設けられた磁石と、第１のステージ、第２のステージの何れかの一端部に対して回転軸部が取り付けられ第１のステージと第２のステージとを対向させる回転機構と、第１のステージ、第２のステージの何れかを上下動させる上下動機構と、熱源とを備える。先ず、移載元基材を第１のステージに載置すると共に、移載先基材を第２のステージに載置した後に、磁石により移載元基材の穴にピンをそれぞれ保持しながら回転機構により第１のステージを上下反転させて移載先基材の上に移載元基材を対向させ、移載先基材と移載元基材との距離を短くし、磁石を第１のステージから遠ざけることにより移載先基材の上にピンを立てて置く。次に、穴に部分的に挿入されているピンをアレイ体でガイドしながら上下動機構により加圧してピンを移載先基材に押圧すると同時に又はそれと前後して熱源により固定剤を溶解することにより、溶融した固定剤をピンの移載先基材側外周に装着する。これにより、ピンが前記移載先基材に固定される。
【0076】
図１３は、本発明の第６の実施形態によるピン固定方法で作製される、ピンが固定された基材を模式的に示す断面図である。図１３に示すように、ピンが固定された基材７０は、平面７１ａを有する基材７１と、マイクロサイズを有して基材７１の上に設けられた複数のピン７２と、複数のピン７２の基材側の周囲にそれぞれ設けられた固定部７３と、を有する。ピン７２は、例えば直径１μｍ以上１０００μｍ以下、長さ１μｍ以上１０００μｍ以下のマイクロサイズを有している。基材７１は、半導体製造工程における前工程により複数の半導体素子が搭載されたウェハでも、ダイシングで最小単位に切断されたダイでも、よい。ダイの代わりにチップと呼ばれることもある。一つの基材、又は一つの基材に別の基材少なくとも一つが積層された状態でも、総称して「基材」と呼ぶことにする。また、基材７１は、図示しない一又は複数の配線部を有しており、当該配線部上にピン７２が立てて設けられる。
【0077】
固定部７３は、半田、熱硬化性樹脂、接着剤の何れかからなる。固定部７３が半田からなる場合、図１２に示すプロセスにより、ペースト３Ｂが溶けることで半田フィレットとして形成される。固定部７３が熱硬化性樹脂や接着剤の場合には、半田のようにペースト３Ｂのように設けてもよいし、移載先基材３のピン移載先領域３Ｃが設けられている区域の左右前後から溶融したものを流し込むことにより、形成してもよい。固定部７３が非導電性の場合には、図１３に示すようにピン７２の基材７１側のみに基材７１が部分的に露出するように設けられてもよいし、ピン７２同士の隙間に設けられてもよい。
【0078】
図１２のＳＴＥＰ３において、ピン挿入済みアレイ体２を反転させた状態において、アレイ体２Ｂの穴から下に突出しているピン１の下部に対して、親水性の液体を塗布しておくことにより、溶融した固定剤がピン１の上部まで上ってこないようにすることができる。
【0079】
［第７の実施形態］
第６の実施形態では、磁石１１と移載元基材としてのアレイ体２Ｂとの間には空間を有する場合であるが、図１２のＳＴＥＰ３の状態において、アレイ体２Ｂの裏面（上面）と磁石１１との間の隙間がなく、アレイ体２Ｂの裏面（上面）を磁石１１で押圧するようにしてもよい。図１４は、本発明の第７の実施形態に係る、ピンを移載先基材に移載して固定する方法の概略を示す図である。複数のマイクロサイズの穴を有する移載元基材の穴のそれぞれに、マイクロサイズのピン１が挿入され、ピン１の一部が穴から突出している状態において、移載元基材にピン１を磁界により保持させて、移載元基材を反転して移載先基材３と対向させて、ピン１を移載先基材３の上に立てて置く。ＳＴＥＰ１乃至ＳＴＥＰ３の工程は、図１３に示す場合と同様であるが、少なくともＳＴＥＰ４の段階においてアレイ体２Ｂと磁石１１との間の隙間がない。穴に部分的に挿入されているピン１に対して移載元基材を押圧手段で加圧することにより押圧手段が弾性変形しながら、ピンが移載先基材に押し付けられると同時に又はそれと前後して固定剤を溶融することにより、溶融した固定剤を前記ピンの移載先基材３側に装着してピン１を移載先基材３に固定する（ＳＴＥＰ５）。ＳＴＥＰ５でのＦは磁石１１を加圧する力を意味する。ここで、押圧手段とは、第２実施形態のようにハンドル１１０の回転により可動プレート１０５と共に第１のステージ１１４が下がることによるものであっても、磁石１１そのものであってアレイ体２Ｂを移載先基材３側に押圧するものでもよいし、磁石１１とアレイ体２Ｂとの間に挿入されたものであってアレイ体２Ｂを移載先基材３側に押圧するものであればよい。その際の押圧手段については各種のものが採用される。このような押圧手段として、磁石１１そのもの、又は上述の挿入されたものが、上下方向の力に弾性変形することにより、ピン１の長さのバラつきによる誤差を吸収することができる。「押圧手段が弾性変形」するとは、ピン１の長さのバラつきによる誤差を吸収するという意味に解釈されなければならない。磁石１１の下面が剛体ではなく弾性を有していればよい。ここでの弾性には柔軟性の意味を含む。また、アレイ体２Ｂが少なくとも挿入部２Ａの穴の深さ方向に弾性変形し得る場合には、移載元基材のピン１への加圧により移載元基材が弾性変形し、ピン１の長さのバラつきによる誤差を吸収することができる。「移載元基材が弾性変形し得る」とは、ピン１の長さのバラつきによる誤差を吸収するという意味に解釈されなければならない。ここでの弾性には柔軟性の意味を含む。
第６の実施形態では、磁石１１と移載元基材としてのアレイ体２Ｂとの間には空間を有する場合であるが、図１２のＳＴＥＰ３の状態において、アレイ体２Ｂの裏面（上面）と磁石１１との間の隙間がなく、アレイ体２Ｂの裏面（上面）を磁石１１で押圧するようにしてもよい。図１４は、本発明の第７の実施形態に係る、ピンを移載先基材に移載して固定する方法の概略を示す図である。複数のマイクロサイズの穴を有する移載元基材の穴のそれぞれに、マイクロサイズのピン１が挿入され、ピン１の一部が穴から突出している状態において、移載元基材にピン１を磁界により保持させて、移載元基材を反転して移載先基材３と対向させて、ピン１を移載先基材３の上に立てて置く。ＳＴＥＰ１乃至ＳＴＥＰ３の工程は、図１３に示す場合と同様であるが、少なくともＳＴＥＰ４の段階においてアレイ体２Ｂと磁石１１との間の隙間がない。穴に部分的に挿入されているピン１に対して移載元基材を押圧手段で加圧することにより押圧手段が弾性変形しながら、ピンが移載先基材に押し付けられると同時に又はそれと前後して固定剤を溶融することにより、溶融した固定剤を前記ピンの移載先基材３側に装着してピン１を移載先基材３に固定する（ＳＴＥＰ５）。ＳＴＥＰ５でのＦは磁石１１を加圧する力を意味する。ここで、押圧手段とは、第２実施形態のようにハンドル１１０の回転により可動プレート１０５と共に第１のステージ１１４が下がることによるものであっても、磁石１１そのものであってアレイ体２Ｂを移載先基材３側に押圧するものでもよいし、磁石１１とアレイ体２Ｂとの間に挿入されたものであってアレイ体２Ｂを移載先基材３側に押圧するものであればよい。その際の押圧手段については各種のものが採用される。このような押圧手段として、磁石１１そのもの、又は上述の挿入されたものが、上下方向の力に弾性変形することにより、ピン１の長さのバラつきによる誤差を吸収することができる。「押圧手段が弾性変形」するとは、ピン１の長さのバラつきによる誤差を吸収するという意味に解釈されなければならない。磁石１１の下面が剛体ではなく弾性を有していればよい。ここでの弾性には柔軟性の意味を含む。また、アレイ体２Ｂが少なくとも挿入部２Ａの穴の深さ方向に弾性変形し得る場合には、移載元基材のピン１への加圧により移載元基材が弾性変形し、ピン１の長さのバラつきによる誤差を吸収することができる。「移載元基材が弾性変形し得る」とは、ピン１の長さのバラつきによる誤差を吸収するという意味に解釈されなければならない。ここでの弾性には柔軟性の意味を含む。
【0080】
[検証例]
本発明の第６の実施形態に係るピン固定方法について検証した。図１５は、検証に使用したパターンを模式的に平面図である。検証に使用したピン配列パターンは、図１５に示すように、平面視で、中央部に縦５個×横５個の合計２５個の配列パターンＰ１を有して、その中央部を取り囲むように縦１３個、横１３個の方形状の配列パターンＰ２、その外側に、縦１５個、横１５個の方形状の配列パターンＰ３を有する。図１６は、ピンの移載からリフローを経て固定される間に使用される、アレイ体２Ｂ、ピン１及び移載先基材３を模式的に示す図である。図１６に示すように、アレイ体２Ｂは、直径０．３３ｍｍ、深さ０．３５ｍｍの円筒状の穴２Ｃを有する。ピン１は、直径０．３ｍｍ、高さ０．４３ｍｍの円柱形状を有する。検証の際には、第２の実施形態で説明したピン移載装置１００を用いた。
本発明の第６の実施形態に係るピン固定方法について検証した。図１５は、検証に使用したパターンを模式的に平面図である。検証に使用したピン配列パターンは、図１５に示すように、平面視で、中央部に縦５個×横５個の合計２５個の配列パターンＰ１を有して、その中央部を取り囲むように縦１３個、横１３個の方形状の配列パターンＰ２、その外側に、縦１５個、横１５個の方形状の配列パターンＰ３を有する。図１６は、ピンの移載からリフローを経て固定される間に使用される、アレイ体２Ｂ、ピン１及び移載先基材３を模式的に示す図である。図１６に示すように、アレイ体２Ｂは、直径０．３３ｍｍ、深さ０．３５ｍｍの円筒状の穴２Ｃを有する。ピン１は、直径０．３ｍｍ、高さ０．４３ｍｍの円柱形状を有する。検証の際には、第２の実施形態で説明したピン移載装置１００を用いた。
【0081】
何れの検証例においても次のようにピンを移載した。その際、図３乃至図８に示すピン移載装置をピン固定装置として用いた。第６の実施形態で説明したように、先ず、ピン１をアレイ体２Ｂに整列し、移載元基材（ピン配列済みアレイ体２）とし第１のステージ１１４にセットした。移載先基材３として半田ペーストを均一に塗布した銅板を使用して第２のステージ１３０にセットした。反転機構１１３により、ピン配列済みアレイ体２を永久磁石１１７と反転し、ピン配列済みアレイ体２を移載先基材３の上方に配置した。そして、ハンドル１１０の回転により、ピン配列済みアレイ体２を移載先基材３に近づけ、ハンドル１１０の回転を止めて、アレイ体２Ｂから移載先基材３にピン１を立てて置くことにより移載した。なお、移載先基材３の下側に永久磁石１１７を近づけるなどしてピン１に磁界を及ぼすことはしなかった。
【0082】
ピン１の移載後、ピン１を固定するために、第１の検証例では、ピン１の上部をアレイ体２Ｂの穴に挿入した状態で、ハンドル１１０を回転させてアレイ体２Ｂがピン１を介在して移載先基材３に押圧しつつ、移載先基材３の下側からバーナーの熱源１３により、半田ペーストを溶かした。その後、ハンドル１１０を逆に回転させて、アレイ体２Ｂを移載先基材３から遠ざけて、反転機構１１３により反転させて元の状態に戻した。
【0083】
第２の検証例では、ピンの移載後ピンを固定するために、ピン１の上部をアレイ体２Ｂの穴に挿入した状態のまま、移載先基材３の下側からバーナーの熱源１３により、半田ペーストを溶かした。その後、ハンドル１１０を逆に回転させて、アレイ体２Ｂを移載先基材３から遠ざけて、反転機構１１３により反転させて元の状態に戻した。つまり、第２の検証例では、半田ペーストを溶かすと同時に又はその前後において、ハンドル１１０を回転しておらずアレイ体２Ｂがピン１を介在して移載先基材３に押圧していない。
【0084】
第３の検証例では、ピンの移載後のピンの固定方法として、アレイ体２Ｂを移載先基材３から遠ざけて、反転機構１１３により反転させて元の状態に戻し、その後、移載先基材３の下側からバーナーの熱源１３により、半田ペーストを溶かした。つまり、第３の検証例では、半田ペーストを溶かすと同時に又はその前後において、アレイ体２Ｂによりピン１がガイドされておらず、かつ、ハンドル１１０を回転しておらず、アレイ体２Ｂがピン１を介在して移載先基材３に押圧していない。
【0085】
第１乃至第３の検証例について、先ず、ピンの位置ずれを測定した。ピンの移載先基材を上方から撮影し、その画像データをＣＡＤデータ上で読み込んで、縦１３個、横１３個の方形状の配列パターン、その外側の縦１５個、横１５個の方形状の配列パターンの部分を用いて、縦横の両端の中心を通るように線を引いてそこからのズレを測定した。
【0086】
ピンの位置ズレについては、第１の検証例では最大レンジで０．０３４ｍｍのズレであり、第２の検証例では最大レンジ０．０５９ｍｍのズレであり、第３の検証例では最大レンジで０．２３８ｍｍのズレであった。第３の検証例での値は測定できるところでの値であり、これ以上の位置ズレをしていた。
【0087】
第１の検証例、第２の検証例でのピンの位置ズレが、第３の検証例のそれよりも一桁小さいことから、第１の検証例、第２の検証例のように、アレイ体２Ｂの穴２Ｃをピン１のガイドとして用いること、さらに好ましくは、アレイ体２Ｂを移載先基材３にピン１を介在して加圧して押し当てることが有効であることが分かった。
【0088】
第１乃至第３の検証例の結果について、中央部に５×５の合計２５個の配列パターンを用いてレーザー顕微鏡により三次元画像データを取得し、そのデータから断面形状を観察し、ピンの高さとピンの傾きを測定した。
【0089】
図１７は、三次元画像データからの断面形状を用いてピンの高さ及び傾きの求め方を模式的に示す図である。ピンの高さについては、図１７に示すように、断面波形Ｗａｖｅから、基準となる面（銅板）の断面を基準面Ｂａｓｅ Ｌｉｎｅとして、そこから０．３ｍｍの直径のピンの対応する隣り合う部分（二点鎖線）を取り出して線Ｌ１、Ｌ２を引き、基準面Ｂａｓｅ Ｌｉｎｅから線Ｌ１、Ｌ２の長さをそれぞれのピンの高さとして測定した。ピンの傾きについては、同じ断面波形Ｗａｖｅから基準面Ｂａｓｅ Ｌｉｎｅを基準としたときの０．３ｍｍの直径のピンの対応する部分（二点鎖線）を取り出して線Ｌ１、Ｌ２を引き、基準面Ｂａｓｅ Ｌｉｎｅに対する線Ｌ１、Ｌ２のなす角をそれぞれのピンの傾きとして測定した。
【0090】
【表1】
【0091】
表１は、第１乃至第３の検証例についてピンの高さとピンの傾きの測定結果をまとめたテーブルである。ｎ数の単位は個であり、最大値、平均値、最小値、標準偏差、レンジの単位は、ピンの高さではμｍ、ピンの傾斜角では°（度）である。ピンの高さ、ピンの傾斜角の何れについても、第３の検証例、第２の検証例、第１の検証例になるに従い、標準偏差、変動係数、レンジの何れについても小さくなった。
【0092】
図１８Ａは第１の検証例でのピンの高さのヒストグラムであり、図１８Ｂは第２の検証例でのピンの高さのヒストグラムであり、図１８Ｃは第３の検証例でのピンの高さのヒストグラムである。ピンの高さのヒストグラムを比較すると、第３の検証例、第２の検証例、第１の検証例になるに従い、分散が小さくなっていることが分かった。
【0093】
図１９Ａは第１の検証例でのピンの傾きのヒストグラムであり、図１９Ｂは第２の検証例でのピンの傾きのヒストグラムであり、図１９Ｃは第３の検証例でのピンの傾きのヒストグラムである。ピンの傾きのヒストグラムを比較すると、第３の検証例、第２の検証例、第１の検証例になるに従い、分散が小さくなっていることが分かった。
【0094】
第１の検証例と第３の検証例についてのピンの高さに関して、Ｆ検定を行った。Ｆ値は８．０１６であった。９９％信頼区間で有意差有りとの結果を得た。
【0095】
第１の検証例と第３の検証例についてのピンの傾斜角に関して、Ｆ検定を行った。Ｆ値は２．５３６であった。９５％信頼区間で有意差有りとの結果を得た。
【0096】
以上の検証結果から、半田を加熱すると同時に又はそれと前後してピンをアレイ体によりガイドして、アレイ体の穴にピンの上部を挿入して、ピンを介在してアレイ体により移載先基材に押し当てておくことが有効であることが分かった。
【符号の説明】
【0097】
１ ピン
２ ピン挿入済みアレイ体
２Ａ 挿入部
２Ｂ アレイ体
２Ｃ 穴
３ 移載先基材
３Ａ ピン挿入領域
３Ｂ ペースト
３Ｃ ピン移載領域
１１ 第１の磁石
１２ 第２の磁石
１３ 熱源
１４ 第１のステージ
１６ 第１の磁石ホルダー
１５ 第１のシャフト
１７Ａ 回転軸部
１７ 反転機構
１８ 第２のステージ
１９ 第２の磁石ホルダー
２０ 第２のシャフト
２１ 変位機構
５０ 保持機構としての吸引機構
５１ 吸着ホルダー
５２ 制御ユニット
５３，５４ 接続管としてのホース
５５ 真空ポンプ
５１ａ 受け部
５１ｂ 貫通穴
５１ｃ 空圧継手
５１ｄ 部屋
６０ 保持機構
６１ ベースプレート
６２ 絶縁体
６３，６３ａ，６３ｂ 電極
６４ アレイ体
６５ 挿入部
７０ ピンが固定された基材
７１ 基材
７２ ピン
７３ 固定部
１００ ピン移載装置
１０１ ベースプレート
１０２ 縦フレーム
１０３ 横フレーム
１０４ ポール
１０５ 可動プレート
１０５ａ アタッチメント
１０６ 軸受け部
１０７ 回転シャフト
１０８ 固定用プレート
１０９ 支柱
１１０ ハンドル
１１１ ブラケット
１１１Ａ，１１１Ｂ スライドプレート
１１１Ｃ，１１１Ｄ 締結具
１１２（１１２Ａ，１１２Ｂ） アーム
１１３ 回転機構としての反転機構
１１３Ａ 回転軸部
１１３Ｂ 保持部
１１３Ｃ 軸受け
１１３Ｄ 受容部
１１３Ｄ 締結部品
１１４ 第１のステージ
１１５ 第１のシャフト
１１６ 第１の磁石ホルダー
１１６Ａ プレート
１１６Ｂ ケース
１１６Ｃ 支持部
１１７ 永久磁石
１１８ 回転シャフト
１２０ 第１の連結バー
１２１ 回転レバー
１２２ ストッパー
１２３ ピン挿入済みアレイ体
１２４ 第１の固定具
１２５ 操作部
１２５Ａ 操作部の一端部
１２５Ｂ 操作部の他端部
１２６，１２６Ａ，１２６Ｂ 支持部
１２７ ストッパー
１２８ 係合ピン
１２９ 引っ張りバネ
１３０ 第２のステージ
１３１ ステージ脚
１３２ 第２のシャフト
１３３ 第２の磁石ホルダー
１３３Ａ プレート
１３３Ｂ ケース
１３４ 永久磁石
１３５ 第２の連結バー
１３６ 移載先基材
１３７ 第２の固定具
１３８ 位置決めユニット
２ ピン挿入済みアレイ体
２Ａ 挿入部
２Ｂ アレイ体
２Ｃ 穴
３ 移載先基材
３Ａ ピン挿入領域
３Ｂ ペースト
３Ｃ ピン移載領域
１１ 第１の磁石
１２ 第２の磁石
１３ 熱源
１４ 第１のステージ
１６ 第１の磁石ホルダー
１５ 第１のシャフト
１７Ａ 回転軸部
１７ 反転機構
１８ 第２のステージ
１９ 第２の磁石ホルダー
２０ 第２のシャフト
２１ 変位機構
５０ 保持機構としての吸引機構
５１ 吸着ホルダー
５２ 制御ユニット
５３，５４ 接続管としてのホース
５５ 真空ポンプ
５１ａ 受け部
５１ｂ 貫通穴
５１ｃ 空圧継手
５１ｄ 部屋
６０ 保持機構
６１ ベースプレート
６２ 絶縁体
６３，６３ａ，６３ｂ 電極
６４ アレイ体
６５ 挿入部
７０ ピンが固定された基材
７１ 基材
７２ ピン
７３ 固定部
１００ ピン移載装置
１０１ ベースプレート
１０２ 縦フレーム
１０３ 横フレーム
１０４ ポール
１０５ 可動プレート
１０５ａ アタッチメント
１０６ 軸受け部
１０７ 回転シャフト
１０８ 固定用プレート
１０９ 支柱
１１０ ハンドル
１１１ ブラケット
１１１Ａ，１１１Ｂ スライドプレート
１１１Ｃ，１１１Ｄ 締結具
１１２（１１２Ａ，１１２Ｂ） アーム
１１３ 回転機構としての反転機構
１１３Ａ 回転軸部
１１３Ｂ 保持部
１１３Ｃ 軸受け
１１３Ｄ 受容部
１１３Ｄ 締結部品
１１４ 第１のステージ
１１５ 第１のシャフト
１１６ 第１の磁石ホルダー
１１６Ａ プレート
１１６Ｂ ケース
１１６Ｃ 支持部
１１７ 永久磁石
１１８ 回転シャフト
１２０ 第１の連結バー
１２１ 回転レバー
１２２ ストッパー
１２３ ピン挿入済みアレイ体
１２４ 第１の固定具
１２５ 操作部
１２５Ａ 操作部の一端部
１２５Ｂ 操作部の他端部
１２６，１２６Ａ，１２６Ｂ 支持部
１２７ ストッパー
１２８ 係合ピン
１２９ 引っ張りバネ
１３０ 第２のステージ
１３１ ステージ脚
１３２ 第２のシャフト
１３３ 第２の磁石ホルダー
１３３Ａ プレート
１３３Ｂ ケース
１３４ 永久磁石
１３５ 第２の連結バー
１３６ 移載先基材
１３７ 第２の固定具
１３８ 位置決めユニット
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図19A】
【図19B】
【図19C】