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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】2024-03-05
(45)【発行日】2024-03-13
(54)【発明の名称】導電性部材の搭載装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/60 20060101AFI20240306BHJP
B23K 3/06 20060101ALI20240306BHJP
H05K 3/34 20060101ALI20240306BHJP
【ＦＩ】
H01L21/92 604H
B23K3/06 G
H01L21/92 602G
H01L21/92 604Z
H05K3/34 505A
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019186893
(22)【出願日】2019-10-10
(65)【公開番号】P2021064638
(43)【公開日】2021-04-22
【審査請求日】2022-09-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000253019
【氏名又は名称】澁谷工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100156199
【弁理士】
【氏名又は名称】神崎 真
(72)【発明者】
【氏名】英 貴善
(72)【発明者】
【氏名】谷内 彰
【審査官】安田 雅彦
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－１２４０７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０２９６４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２３１７４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０４８７２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０４７１２４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６０－２１／６０７
Ｈ０５Ｋ ３／３２－ ３／３４
Ｈ０５Ｋ １３／００－１３／０８
Ｂ２３Ｋ ３／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被搭載物に形成された複数の搭載箇所に合わせて複数のガイド用の貫通孔が設けられた配列マスクと、上記配列マスクに上方側から複数の導電性部材を供給する供給手段と、上記供給手段の作動を制御する制御装置と、を備え、上記供給手段によって複数の導電性部材を上記配列マスク上に供給し、導電性部材を該配列マスクの貫通孔内に落とし込んで上記被搭載物の搭載箇所に搭載するようにした導電性部材の搭載装置において、
上記配列マスクの内部に、上記複数の貫通孔と連通する空間部を形成するとともに、該空間部に負圧を導入する負圧供給源を設けて、
上記各貫通孔は、上記配列マスクの上側から上記空間部と連通する上側貫通孔と、当該上側貫通孔と対応して設けられ、上記配列マスクの下側から上記空間部と連通する下側貫通孔と、から構成されており、
上記制御装置は、上記負圧供給源の作動を制御して上記空間部に負圧を導入した状態で、上記供給手段の作動を制御して複数の導電性部材を上記配列マスク上に供給させ、上記貫通孔に落とし込まれて上記被搭載物の搭載箇所に搭載された状態の上記導電性部材が、上記空間部の負圧によって上側貫通孔および下側貫通孔に保持されることを特徴とする導電性部材の搭載装置。
【請求項2】
上記導電性部材は、柱状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性部材の搭載装置。
【請求項3】
上記配列マスクは、それぞれに上記複数の貫通孔を形成した複数の板状部材を積層して構成されており、複数の板状部材のうちの少なくとも一つの板状部材に上記複数の貫通孔と連通するとともに上記負圧供給源に接続される溝を形成し、
当該溝が形成された板状部材の面を他の板状部材に重合させて積層することにより、上記溝の内部を上記空間部として構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電性部材の搭載装置。
【請求項4】
上記配列マスクは、上記複数の貫通孔が形成された第１板状部材と、上記第１板状部材の貫通孔に対応する貫通孔が形成された第２板状部材と、上記第１板状部材と第２板状部材との間に配置されて、それらを所定距離だけ離隔させるとともに、上記第１板状部材の貫通孔と上記第２板状部材の貫通孔のそれぞれに連通する上記空間部が形成されたスペーサ部材とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電性部材の搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は導電性部材の搭載装置に関し、より詳しくは、導電性部材を配列マスクの貫通孔に落とし込んで被搭載物の搭載箇所に搭載するように構成された導電性部材の搭載装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、多数のガイド用の貫通孔を備えた配列マスクを用いて、被搭載物（例えば半導体基板）上の搭載箇所に導電性部材を搭載する搭載装置が知られている（特許文献１、特許文献２）。これらの特許文献１，２の搭載装置は、導電性ボール（導電性部材）を配列マスク上に供給して、該配列マスクに穿設された多数の貫通孔に導電性ボールを落とし込むことで、導電性ボールを被搭載物における所定の搭載箇所に搭載するようになっている。
ところで、近年、被搭載物における搭載箇所の配列ピッチの狭小化が要求されており、それに対応するために導電性ボールおよび配列マスクの貫通孔の小径化が進んでおり、配列マスクの貫通孔に導電性ボールが入りにくいという問題が生じている。この問題をさらに深刻化させている要因として、これまでの球状の導電性ボールから柱状をした導電性部材（円柱状のピラー、ピン、コラム）への置き換えが進んでいることが考えられる。なお、柱状の導電性部材を配列マスクを用いて被搭載物に搭載する搭載装置も既に公知である（特許文献３）。
ところで、近年、被搭載物における搭載箇所の配列ピッチの狭小化が要求されており、それに対応するために導電性ボールおよび配列マスクの貫通孔の小径化が進んでおり、配列マスクの貫通孔に導電性ボールが入りにくいという問題が生じている。この問題をさらに深刻化させている要因として、これまでの球状の導電性ボールから柱状をした導電性部材（円柱状のピラー、ピン、コラム）への置き換えが進んでいることが考えられる。なお、柱状の導電性部材を配列マスクを用いて被搭載物に搭載する搭載装置も既に公知である（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００７－２９９８３６号公報
【文献】特開２００８－１５３３３６号公報
【文献】特開２０１８－１８９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、球状をした導電性ボールを被搭載物に搭載する場合には、従来の装置における配列マスクの貫通孔の直径は、導電性ボールの径の１．２～１．３倍程度の寸法に設定されている。そして、配列マスクの貫通孔内を通過した球状の導電性ボールは、多少、搭載箇所からずれた位置に落下しても、リフロー炉で加熱され溶融した状態で、被搭載物の端子部分の金属と合金化反応を起こし、その結果、溶融した導電性ボールは表面張力に従った丸い形状を保とうとして被搭載物の端子部分の上で凝固する。結果的に合金化反応と溶融金属の表面張力により、搭載時のずれた位置から被搭載物の端子位置にアライメントされる。
しかしながら、球状ではなく、溶融しない柱状金属をコアに持つ導電性部材を被搭載物に搭載する場合には、溶融金属量が少ないため溶融しない柱状金属を表面張力により移動させることができないので、溶融しない柱状金属はほとんど落下位置から動かない。したがって、搭載位置精度を高めるためには、配列マスクの貫通孔の内径を柱状の導電性部材の外径の1.1倍程度まで小さくする必要がある。そのため、柱状の導電性部材を被搭載物に搭載する場合には、柱状の導電性部材が配列マスクの貫通孔に入りづらくなるという問題があった。
しかしながら、球状ではなく、溶融しない柱状金属をコアに持つ導電性部材を被搭載物に搭載する場合には、溶融金属量が少ないため溶融しない柱状金属を表面張力により移動させることができないので、溶融しない柱状金属はほとんど落下位置から動かない。したがって、搭載位置精度を高めるためには、配列マスクの貫通孔の内径を柱状の導電性部材の外径の1.1倍程度まで小さくする必要がある。そのため、柱状の導電性部材を被搭載物に搭載する場合には、柱状の導電性部材が配列マスクの貫通孔に入りづらくなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述した事情に鑑み、本発明は、被搭載物に形成された複数の搭載箇所に合わせて複数のガイド用の貫通孔が設けられた配列マスクと、上記配列マスクに上方側から複数の導電性部材を供給する供給手段と、上記供給手段の作動を制御する制御装置と、を備え、
上記供給手段によって複数の導電性部材を上記配列マスク上に供給し、導電性部材を該配列マスクの貫通孔内に落とし込んで上記被搭載物の搭載箇所に搭載するようにした導電性部材の搭載装置において、
上記配列マスクの内部に、上記複数の貫通孔と連通する空間部を形成するとともに、該空間部に負圧を導入する負圧供給源を設けて、
上記各貫通孔は、上記配列マスクの上側から上記空間部と連通する上側貫通孔と、当該上側貫通孔と対応して設けられ、上記配列マスクの下側から上記空間部と連通する下側貫通孔と、から構成されており、
上記制御装置は、上記負圧供給源の作動を制御して上記空間部に負圧を導入した状態で、上記供給手段の作動を制御して複数の導電性部材を上記配列マスク上に供給させ、上記貫通孔に落とし込まれて上記被搭載物の搭載箇所に搭載された状態の上記導電性部材が、上記空間部の負圧によって上側貫通孔および下側貫通孔に保持されることを特徴とするものである。
上記供給手段によって複数の導電性部材を上記配列マスク上に供給し、導電性部材を該配列マスクの貫通孔内に落とし込んで上記被搭載物の搭載箇所に搭載するようにした導電性部材の搭載装置において、
上記配列マスクの内部に、上記複数の貫通孔と連通する空間部を形成するとともに、該空間部に負圧を導入する負圧供給源を設けて、
上記各貫通孔は、上記配列マスクの上側から上記空間部と連通する上側貫通孔と、当該上側貫通孔と対応して設けられ、上記配列マスクの下側から上記空間部と連通する下側貫通孔と、から構成されており、
上記制御装置は、上記負圧供給源の作動を制御して上記空間部に負圧を導入した状態で、上記供給手段の作動を制御して複数の導電性部材を上記配列マスク上に供給させ、上記貫通孔に落とし込まれて上記被搭載物の搭載箇所に搭載された状態の上記導電性部材が、上記空間部の負圧によって上側貫通孔および下側貫通孔に保持されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0006】
このような構成によれば、処理対象となる導電性部材が柱状であっても、負圧によって導電性部材が配列マスクの貫通孔内に円滑に入り込んで、被搭載物における所定の搭載箇所に確実に搭載される。換言すると、球状ではない柱状の導電性部材を速やかに被搭載物に搭載できるという顕著な効果を得ることができ、球状の導電性部材であっても同様の顕著な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図２において、１は導電性部材の搭載装置であり、この搭載装置１は、粒状をした多数の導電性部材２を配列マスク３の貫通孔３Ａに落とし込むことで、基板４における所定の搭載箇所に搭載するようになっている。
搭載装置１の処理対象となる導電性部材２は、銅製で円柱状に形成されており、全て略同一寸法となっている。他方、被搭載物としての基板４は、プリント基板等の電子基板であり、その上面には縦横に等ピッチで多数の電極パッド４Ａが設けられている。これら各電極パッド４Ａが、導電性部材２が搭載される搭載箇所となっており、各電極パッド４Ａの上面（被搭載面）には予めフラックス（接着剤）が塗布されている。
配列マスク３の各貫通孔３Ａに落とし込まれた導電性部材２は、基板４における電極パッド４Ａ上に落下して、該電極パッド４Ａにフラックスによって接着されるようになっている。
なお、搭載装置１の処理対象となる導電性部材２としては、銅以外にも金や銀等の導電性素材でも良い。また、上記フラックス（接着剤）の代わりに、半田ペースト、銅ペースト、その他の接合補助剤を用いても良い。
搭載装置１の処理対象となる導電性部材２は、銅製で円柱状に形成されており、全て略同一寸法となっている。他方、被搭載物としての基板４は、プリント基板等の電子基板であり、その上面には縦横に等ピッチで多数の電極パッド４Ａが設けられている。これら各電極パッド４Ａが、導電性部材２が搭載される搭載箇所となっており、各電極パッド４Ａの上面（被搭載面）には予めフラックス（接着剤）が塗布されている。
配列マスク３の各貫通孔３Ａに落とし込まれた導電性部材２は、基板４における電極パッド４Ａ上に落下して、該電極パッド４Ａにフラックスによって接着されるようになっている。
なお、搭載装置１の処理対象となる導電性部材２としては、銅以外にも金や銀等の導電性素材でも良い。また、上記フラックス（接着剤）の代わりに、半田ペースト、銅ペースト、その他の接合補助剤を用いても良い。
【0009】
搭載装置１は、被搭載物としての基板４を水平状態で支持する平板状のステージ６と、ステージ６の上方側に配置されて、基板４の各電極パッド４Ａの位置に合わせて縦横等ピッチで多数の貫通孔３Ａが設けられた配列マスク３と、多数の導電性部材２を保持して上方側から配列マスク３上に供給して、該配列マスク３の貫通孔３Ａに導電性部材２を落とし込むためのカップ７と、このカップ７を水平方向及び上下方向に移動させる移動装置８を備えている。
【0010】
基板４を支持するステージ６は、図示しない移動機構によって昇降可能、かつ水平面のＸ方向とＹ方向に可動できるようになっている。
このステージ６は、基板４が供給される前の段階においては、図１に示す搭載位置Ａから外れた図示しない給排位置に停止しており、そこで、ステージ６上に基板４が載置されるようになっている。給排位置においてステージ６上に基板４が載置されると、図示しない移動機構によってステージ６は、図１に示した搭載位置Ａまで移動されて配列マスク３の近接下方側で停止されるようになっている。
このようにステージ６によって基板４が搭載位置Ａに停止されると、該基板４の電極パッド４Ａは、配列マスク３の貫通孔３Ａの近接下方側に位置するようになっている。その状態において、供給手段としてのカップ７から導電性部材２が配列マスク３上に供給されて貫通孔３Ａに落とし込まれるようになっている。
前述したように、基板４の電極パッド４Ａにはフラックスが塗布されているので、カップ７から供給されて配列マスク３の貫通孔３Ａに落とし込まれた導電性部材２は、電極パッド４Ａ上に落下してフラックスによって接着されるようになっている。
このステージ６は、基板４が供給される前の段階においては、図１に示す搭載位置Ａから外れた図示しない給排位置に停止しており、そこで、ステージ６上に基板４が載置されるようになっている。給排位置においてステージ６上に基板４が載置されると、図示しない移動機構によってステージ６は、図１に示した搭載位置Ａまで移動されて配列マスク３の近接下方側で停止されるようになっている。
このようにステージ６によって基板４が搭載位置Ａに停止されると、該基板４の電極パッド４Ａは、配列マスク３の貫通孔３Ａの近接下方側に位置するようになっている。その状態において、供給手段としてのカップ７から導電性部材２が配列マスク３上に供給されて貫通孔３Ａに落とし込まれるようになっている。
前述したように、基板４の電極パッド４Ａにはフラックスが塗布されているので、カップ７から供給されて配列マスク３の貫通孔３Ａに落とし込まれた導電性部材２は、電極パッド４Ａ上に落下してフラックスによって接着されるようになっている。
【0011】
配列マスク３は全体として正方形の板状に形成されており、基板４の電極パッド４Ａの位置に対応させて、縦横に等ピッチで多数の貫通孔３Ａが形成されている。つまり、各貫通孔３Ａは、導電性部材２を搭載箇所となる電極パッド４Ａ上に搭載するためのガイド孔となっている。
配列マスク３は固定フレーム１１上に水平に支持されるとともに、配列マスク３の上面には、その輪郭に沿って上方側から枠状の抑え部材１２を重合させあり、その状態で図示しない連結ボルトによって配列マスク３は固定フレーム１１上に水平に固定されている。
配列マスク３は固定フレーム１１上に水平に支持されるとともに、配列マスク３の上面には、その輪郭に沿って上方側から枠状の抑え部材１２を重合させあり、その状態で図示しない連結ボルトによって配列マスク３は固定フレーム１１上に水平に固定されている。
【0012】
導電性部材２を配列マスク３上に供給するカップ７は、下端面が開口部７Ａとなっており、カップ７の内部はステンレスメッシュ１４によって上部空間７Ｂと下部空間７Ｃとに区分されている。下部空間７Ｃの内部は多数の導電性部材２が収容される収容部となっており、上部空間７Ｂは負圧が導入される負圧導入室となっている。ステンレスメッシュ１４の隙間を介して上部空間７Ｂと下部空間７Ｃは常に連通しており、上部空間７Ｂに負圧が導入されると下部空間７Ｃにも負圧が作用するようになっている。ステンレスメッシュ１４は、導電性部材２を吸着する吸着体となっている。
負圧導入室としての上部空間７Ｂは、導管１５を介して負圧供給源１６に接続されており、導管１５の途中には電磁開閉弁１７が設けられるとともに、気体の圧力と流量を調節するレギュレータ１８が設けられている。負圧供給源１６、電磁開閉弁１７及びレギュレータ１８の作動は、図示しない制御装置によって制御されるようになっている。
制御装置によって電磁開閉弁１７が開放されると、負圧供給源１６から導管１５を介してカップ７の上部空間７Ｂ及び下部空間７Ｃに負圧が導入されるので、収容部としての下部空間７Ｃ内の導電性部材２は上方側に向けて吸引されてステンレスメッシュ１４に保持されるようになっている。他方、その保持状態から電磁開閉弁１７が閉鎖されると、上部空間７Ｂ、下部空間７Ｃへの負圧の導入が停止されるので、下部空間７Ｃ内の導電性部材２はステンレスメッシュ１４による保持状態から解放される。したがって、導電性部材２は、自重によって開口部２Ａから下方側の配列マスク３上に落下するようになっている。そのようにして、供給手段としてのカップ７から粒状をした多数の導電性部材２が配列マスク３上に供給されるようになっている。
負圧導入室としての上部空間７Ｂは、導管１５を介して負圧供給源１６に接続されており、導管１５の途中には電磁開閉弁１７が設けられるとともに、気体の圧力と流量を調節するレギュレータ１８が設けられている。負圧供給源１６、電磁開閉弁１７及びレギュレータ１８の作動は、図示しない制御装置によって制御されるようになっている。
制御装置によって電磁開閉弁１７が開放されると、負圧供給源１６から導管１５を介してカップ７の上部空間７Ｂ及び下部空間７Ｃに負圧が導入されるので、収容部としての下部空間７Ｃ内の導電性部材２は上方側に向けて吸引されてステンレスメッシュ１４に保持されるようになっている。他方、その保持状態から電磁開閉弁１７が閉鎖されると、上部空間７Ｂ、下部空間７Ｃへの負圧の導入が停止されるので、下部空間７Ｃ内の導電性部材２はステンレスメッシュ１４による保持状態から解放される。したがって、導電性部材２は、自重によって開口部２Ａから下方側の配列マスク３上に落下するようになっている。そのようにして、供給手段としてのカップ７から粒状をした多数の導電性部材２が配列マスク３上に供給されるようになっている。
【0013】
供給手段としてのカップ７は、移動装置８によって水平面のＸ方向及びそれと直交するＹ方向に移動可能となっており、また、Ｚ方向（上下方向）に昇降可能となっている。
移動装置８は、カップ７を水平面のＸ方向とＹ方向に移動させる水平移動機構８Ａと、水平移動機構８Ａに設けられて、カップ７を昇降させる昇降機構８Ｂとから構成されている。これら水平移動機構８Ａ及び昇降機構８Ｂの作動は制御装置により制御されるようになっている。なお、このような水平移動機構と昇降機構を備えた移動装置の構成は上記特許文献２等により公知であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
以上の構成において、基板４を支持したステージ６が配列マスク３の下方側まで移動して停止されると、以下のようにして基板４への導電性部材２の搭載作業が行われる。
すなわち、先ず、負圧が導入されてステンレスメッシュ１４に多数の導電性部材２を保持した状態のカップ７が、配列マスク３の上方側において水平移動機構８Ａにより水平方向の所要位置まで移動されて停止する。その後、昇降機構８Ｂによりカップ７が所要量下降されるので、カップ７の開口部７Ａが配列マスク３の上面の近接上方位置に停止し、かつ、開口部７Ａが配列マスク３側の所定数の貫通孔３Ａを覆った状態となる（図１の状態）。
すると、カップ７への負圧の導入が停止されるので、ステンレスメッシュ１４による導電性部材２の保持状態が解放されて、導電性部材２が開口部７Ａ内となる配列マスク３上に落下する。この後、カップ７に設けられた図示しないバイブレータによってカップ７が水平方向に小さく振動されるので、ステンレスメッシュ１４に保持された導電性部材２が確実に配列マスク３上に落下するようになっており、配列マスク３上に落下した導電性部材２が開口部７Ａ内の配列マスク３の貫通孔３Ａに落とし込まれるようになっている。そして、貫通孔３Ａに落とし込まれた導電性部材２は、基板４の電極パッド４Ａ上に落下して図示しないフラックスにより電極パッド４Ａに接着される。このようにして、供給手段としてのカップ７により導電性部材２を配列マスク３上に供給して配列マスク３の貫通孔３Ａに落とし込むことで、基板４の搭載箇所である電極パッド４Ａに導電性部材２を搭載するようになっている。
この後、カップ７内に負圧が導入されると、配列マスク３上に残存した多数の導電性部材２はステンレスメッシュ１４に吸引されて保持され、その後、昇降機構８Ｂによりカップ７が所要量上昇されるとともに、水平移動機構８Ａによりカップ７が次に導電性部材２を搭載すべき隣接位置へ水平移動されるようになっている。
その後、上述したようにしてカップ７による導電性部材２の配列マスク３上への供給と搭載作業が繰り返され、さらにその後も配列マスク３における全域にわたって水平移動機構８Ａによるカップ７の水平方向の移動と昇降機構８Ｂによる昇降作動及び、カップ７内への負圧の導入と停止の作動が繰り返されることで、基板４における全ての電極パッド４Ａ上に導電性部材２が搭載されるようになっている。
以上のようにしてステージ６上の基板４の全ての電極パッド４Ａに対する導電性部材２の搭載が終わったら、図示しない移動機構によってステージ６が所要量下降されてから水平方向に平行移動されて所定の給排位置でステージ６が停止されるようになっている。そして、そこで導電性部材２を搭載済みの基板４がステージ６から取り外される一方、導電性部材２を搭載すべき新たな基板４がステージ６上に載置されると、ステージ６は移動機構によって上記配列マスク３の下方まで移動されて停止されるようになっている。その後は、前述したようにして、供給手段としてのカップ７から導電性部材２が配列マスク３上に供給されてから貫通孔３Ａに落とし込まれて基板４の電極パッド４Ａに搭載されるようになっている。
移動装置８は、カップ７を水平面のＸ方向とＹ方向に移動させる水平移動機構８Ａと、水平移動機構８Ａに設けられて、カップ７を昇降させる昇降機構８Ｂとから構成されている。これら水平移動機構８Ａ及び昇降機構８Ｂの作動は制御装置により制御されるようになっている。なお、このような水平移動機構と昇降機構を備えた移動装置の構成は上記特許文献２等により公知であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
以上の構成において、基板４を支持したステージ６が配列マスク３の下方側まで移動して停止されると、以下のようにして基板４への導電性部材２の搭載作業が行われる。
すなわち、先ず、負圧が導入されてステンレスメッシュ１４に多数の導電性部材２を保持した状態のカップ７が、配列マスク３の上方側において水平移動機構８Ａにより水平方向の所要位置まで移動されて停止する。その後、昇降機構８Ｂによりカップ７が所要量下降されるので、カップ７の開口部７Ａが配列マスク３の上面の近接上方位置に停止し、かつ、開口部７Ａが配列マスク３側の所定数の貫通孔３Ａを覆った状態となる（図１の状態）。
すると、カップ７への負圧の導入が停止されるので、ステンレスメッシュ１４による導電性部材２の保持状態が解放されて、導電性部材２が開口部７Ａ内となる配列マスク３上に落下する。この後、カップ７に設けられた図示しないバイブレータによってカップ７が水平方向に小さく振動されるので、ステンレスメッシュ１４に保持された導電性部材２が確実に配列マスク３上に落下するようになっており、配列マスク３上に落下した導電性部材２が開口部７Ａ内の配列マスク３の貫通孔３Ａに落とし込まれるようになっている。そして、貫通孔３Ａに落とし込まれた導電性部材２は、基板４の電極パッド４Ａ上に落下して図示しないフラックスにより電極パッド４Ａに接着される。このようにして、供給手段としてのカップ７により導電性部材２を配列マスク３上に供給して配列マスク３の貫通孔３Ａに落とし込むことで、基板４の搭載箇所である電極パッド４Ａに導電性部材２を搭載するようになっている。
この後、カップ７内に負圧が導入されると、配列マスク３上に残存した多数の導電性部材２はステンレスメッシュ１４に吸引されて保持され、その後、昇降機構８Ｂによりカップ７が所要量上昇されるとともに、水平移動機構８Ａによりカップ７が次に導電性部材２を搭載すべき隣接位置へ水平移動されるようになっている。
その後、上述したようにしてカップ７による導電性部材２の配列マスク３上への供給と搭載作業が繰り返され、さらにその後も配列マスク３における全域にわたって水平移動機構８Ａによるカップ７の水平方向の移動と昇降機構８Ｂによる昇降作動及び、カップ７内への負圧の導入と停止の作動が繰り返されることで、基板４における全ての電極パッド４Ａ上に導電性部材２が搭載されるようになっている。
以上のようにしてステージ６上の基板４の全ての電極パッド４Ａに対する導電性部材２の搭載が終わったら、図示しない移動機構によってステージ６が所要量下降されてから水平方向に平行移動されて所定の給排位置でステージ６が停止されるようになっている。そして、そこで導電性部材２を搭載済みの基板４がステージ６から取り外される一方、導電性部材２を搭載すべき新たな基板４がステージ６上に載置されると、ステージ６は移動機構によって上記配列マスク３の下方まで移動されて停止されるようになっている。その後は、前述したようにして、供給手段としてのカップ７から導電性部材２が配列マスク３上に供給されてから貫通孔３Ａに落とし込まれて基板４の電極パッド４Ａに搭載されるようになっている。
【0014】
しかして、本実施例は、以上の構成と作動を前提として、配列マスク３を以下のように改良することにより、導電性部材２が球状の導電性ボールである場合のみならず、円柱状である場合であっても配列マスク３の貫通孔３Ａに円滑に入り込みやすくしたことが特徴となっている。
すなわち、図２ないし図５に示すように、本実施例の配列マスク３は、正方形をした４枚の板状部材２１～２４を順次積層して構成されている。
これらの縦横の長さは４枚とも同じ寸法であり、第１層の板状部材２１と第４層の板状部材２４の板厚は同じである。これに対して、第２層の板状部材２２と第３層の板状部材２３の板厚は同じであり、それらは上記第１層と第４層の板状部材の約２倍の厚さとなっている。
４枚の板状部材２１～２４には、それらの対応する同じ位置に縦横等ピッチで同じ内径の貫通孔２１Ａ～２４Ａが穿設されている。貫通孔２１Ａ～２４Ａの内径は、円柱状となった導電性部材２の外径の約１．１倍程度の寸法に設定されている。そして、それら４枚の板状部材２１～２４の対応位置となる４つの貫通孔２１Ａ～２４Ａにより上記ガイド孔としての各貫通孔３Ａが構成されている。
これら４枚の板状部材２１～２４からなる配列マスク３は、上述したように枠状の抑え部材１２によって固定フレーム１１上に水平な状態で連結されている。
すなわち、図２ないし図５に示すように、本実施例の配列マスク３は、正方形をした４枚の板状部材２１～２４を順次積層して構成されている。
これらの縦横の長さは４枚とも同じ寸法であり、第１層の板状部材２１と第４層の板状部材２４の板厚は同じである。これに対して、第２層の板状部材２２と第３層の板状部材２３の板厚は同じであり、それらは上記第１層と第４層の板状部材の約２倍の厚さとなっている。
４枚の板状部材２１～２４には、それらの対応する同じ位置に縦横等ピッチで同じ内径の貫通孔２１Ａ～２４Ａが穿設されている。貫通孔２１Ａ～２４Ａの内径は、円柱状となった導電性部材２の外径の約１．１倍程度の寸法に設定されている。そして、それら４枚の板状部材２１～２４の対応位置となる４つの貫通孔２１Ａ～２４Ａにより上記ガイド孔としての各貫通孔３Ａが構成されている。
これら４枚の板状部材２１～２４からなる配列マスク３は、上述したように枠状の抑え部材１２によって固定フレーム１１上に水平な状態で連結されている。
【0015】
第１層の板状部材２１と第４層の板状部材２４は、貫通孔２１Ａ、２４Ａが穿設されただけの構成となっているのに対して、第２層と第３層の板状部材２２，２３には、水平方向の複数の直線状溝２２Ｂ、２３Ｂが形成されている（図３、図４参照）。
第２層の板状部材２２には、Ｘ方向と平行な複数の直線状溝２２ＢがＹ方向において等ピッチで形成されており、隣り合う直線状溝２２Ｂの間にＸ方向と平行な直線状リブ２２Ｃが形成されている。直線状溝２２Ｂの深さは、本来の板状部材２２の厚さの半分の深さとなっており、直線状溝２２Ｂの底部に前述した貫通孔２２Ａが穿設されている（図４、図５参照）。
各直線状溝２２ＢのＸ方向の両端部は、枠状となった抑え部材１２の下方側に位置する２本の連通溝２２Ｄに接続されている。各直線状溝２２Ｂ及び連通溝２２Ｄは、上層となる第３層の板状部材２３の下面によって気密を維持して覆われており、各直線状溝２２Ｂ及び連通溝２２Ｄの内部空間が負圧供給通路２６として構成されている。
上記２つの連通溝２２Ｄの中央部の位置に合わせて、第３層の板状部材２３、第４層の板状部材２４及び抑え部材１２には、上下方向の貫通孔からなる接続口２７Ａ、２７Ａが形成されており、これらの接続口２７Ａ、２７Ａは図示しない導管を介して負圧供給源２８に接続されている。この負圧供給源２８の作動は制御装置によって制御されるようになっている。
次に第３層の板状部材２３は、第２層の板状部材２２と同様の構成であるが、板状部材２２を水平面で９０°回転させた配置となっている。つまり、第３層の板状部材２３には、Ｙ方向と平行な複数の直線状溝２３ＢがＸ方向において等ピッチで形成されており、隣り合う直線状溝２３Ｂの間にＸ方向と平行な直線状リブ２３Ｃが形成されている。直線状溝２３Ｂの深さは、本来の板状部材２３の厚さの半分の深さとなっており、直線状溝２３Ｂの底部に前述した貫通孔２３Ａが穿設されている（図３、図５参照）。
各直線状溝２３ＢのＹ方向の両端部は、枠状となった抑え部材１２の下方側に位置する２本の連通溝２３Ｄに接続されている。各直線状溝２３Ｂ及び連通溝２３Ｄは、上層となる第４層の板状部材２４の下面によって気密を維持して覆われており、各直線状溝２３Ｂ及び連通溝２３Ｄの内部空間が負圧供給通路２９として構成されている。
上記２つの連通溝２３Ｄの中央部の位置に合わせて、第４層の板状部材２４及び抑え部材１２にわたって、上下方向の貫通孔からなる接続口２７Ｂ、２７Ｂが形成されており、これらの接続口２７Ｂ、２７Ｂは導管３１を介して負圧供給源２８に接続されている。
第２層の板状部材２２、及び第３層の板状部材２３は、以上のように構成されており、第２層の板状部材２２に形成される負圧供給通路２６は、上層となる第３層の板状部材２３の各貫通孔２３Ａと連通している。第３層の板状部材２３に形成される負圧供給通路２９は、上層となる第４層の板状部材２４の各貫通孔２４Ａと連通している。
本実施例の配列マスク３は以上のように構成されており、前述したカップ７から配列マスク３上に導電性部材２を落下させる際には、負圧供給源２８から配列マスク３の負圧供給通路２６、２９内に負圧が導入されるようになっている。
その際には、図５に示すように、第３層の板状部材２３の負圧供給通路２９内の負圧が第４層の貫通孔２４Ａに作用しているので、該貫通孔２４Ａ内を上方から下方に向けて空気が急速に流れ込むことになる。また、これと同様に、第２層の板状部材２２の負圧供給通路２６内の負圧が第３層の貫通孔２３Ａに作用しているので、該貫通孔２３Ａ内を上方から下方に向けて空気が急速に流れ込むことになる。
そのため、配列マスク３の上面、すなわち第４層の板状部材２４の上面に落下して供給された円柱状の導電性部材２は、円滑に、かつ、速やかに第４層の板状部材２４の貫通孔２４Ａ内に落とし込まれてから、下層となる貫通孔２３Ａ、２２Ａ、２１Ａ内にも落とし込まれて、下方側の基板４の電極パッド４Ａ上に搭載されるようになっている。
なお、理解を容易にするために、図１に粒状として表現した円柱状の導電性部材２を、図５においては上下方向の長さ（軸方向長さ）を図１のものの数倍程度に長く誇張して表現している。
第２層の板状部材２２には、Ｘ方向と平行な複数の直線状溝２２ＢがＹ方向において等ピッチで形成されており、隣り合う直線状溝２２Ｂの間にＸ方向と平行な直線状リブ２２Ｃが形成されている。直線状溝２２Ｂの深さは、本来の板状部材２２の厚さの半分の深さとなっており、直線状溝２２Ｂの底部に前述した貫通孔２２Ａが穿設されている（図４、図５参照）。
各直線状溝２２ＢのＸ方向の両端部は、枠状となった抑え部材１２の下方側に位置する２本の連通溝２２Ｄに接続されている。各直線状溝２２Ｂ及び連通溝２２Ｄは、上層となる第３層の板状部材２３の下面によって気密を維持して覆われており、各直線状溝２２Ｂ及び連通溝２２Ｄの内部空間が負圧供給通路２６として構成されている。
上記２つの連通溝２２Ｄの中央部の位置に合わせて、第３層の板状部材２３、第４層の板状部材２４及び抑え部材１２には、上下方向の貫通孔からなる接続口２７Ａ、２７Ａが形成されており、これらの接続口２７Ａ、２７Ａは図示しない導管を介して負圧供給源２８に接続されている。この負圧供給源２８の作動は制御装置によって制御されるようになっている。
次に第３層の板状部材２３は、第２層の板状部材２２と同様の構成であるが、板状部材２２を水平面で９０°回転させた配置となっている。つまり、第３層の板状部材２３には、Ｙ方向と平行な複数の直線状溝２３ＢがＸ方向において等ピッチで形成されており、隣り合う直線状溝２３Ｂの間にＸ方向と平行な直線状リブ２３Ｃが形成されている。直線状溝２３Ｂの深さは、本来の板状部材２３の厚さの半分の深さとなっており、直線状溝２３Ｂの底部に前述した貫通孔２３Ａが穿設されている（図３、図５参照）。
各直線状溝２３ＢのＹ方向の両端部は、枠状となった抑え部材１２の下方側に位置する２本の連通溝２３Ｄに接続されている。各直線状溝２３Ｂ及び連通溝２３Ｄは、上層となる第４層の板状部材２４の下面によって気密を維持して覆われており、各直線状溝２３Ｂ及び連通溝２３Ｄの内部空間が負圧供給通路２９として構成されている。
上記２つの連通溝２３Ｄの中央部の位置に合わせて、第４層の板状部材２４及び抑え部材１２にわたって、上下方向の貫通孔からなる接続口２７Ｂ、２７Ｂが形成されており、これらの接続口２７Ｂ、２７Ｂは導管３１を介して負圧供給源２８に接続されている。
第２層の板状部材２２、及び第３層の板状部材２３は、以上のように構成されており、第２層の板状部材２２に形成される負圧供給通路２６は、上層となる第３層の板状部材２３の各貫通孔２３Ａと連通している。第３層の板状部材２３に形成される負圧供給通路２９は、上層となる第４層の板状部材２４の各貫通孔２４Ａと連通している。
本実施例の配列マスク３は以上のように構成されており、前述したカップ７から配列マスク３上に導電性部材２を落下させる際には、負圧供給源２８から配列マスク３の負圧供給通路２６、２９内に負圧が導入されるようになっている。
その際には、図５に示すように、第３層の板状部材２３の負圧供給通路２９内の負圧が第４層の貫通孔２４Ａに作用しているので、該貫通孔２４Ａ内を上方から下方に向けて空気が急速に流れ込むことになる。また、これと同様に、第２層の板状部材２２の負圧供給通路２６内の負圧が第３層の貫通孔２３Ａに作用しているので、該貫通孔２３Ａ内を上方から下方に向けて空気が急速に流れ込むことになる。
そのため、配列マスク３の上面、すなわち第４層の板状部材２４の上面に落下して供給された円柱状の導電性部材２は、円滑に、かつ、速やかに第４層の板状部材２４の貫通孔２４Ａ内に落とし込まれてから、下層となる貫通孔２３Ａ、２２Ａ、２１Ａ内にも落とし込まれて、下方側の基板４の電極パッド４Ａ上に搭載されるようになっている。
なお、理解を容易にするために、図１に粒状として表現した円柱状の導電性部材２を、図５においては上下方向の長さ（軸方向長さ）を図１のものの数倍程度に長く誇張して表現している。
【0016】
以上のように、本実施例の配列マスク３は、４層の板状部材２１～２４を重合させて構成されるとともに、第２層の板状部材２２、第３層の板状部材２３に内部空間からなる負圧供給通路２６、２９が形成されている。そのため、配列マスク３上に、つまり第４層の板状部材２４にカップ７から導電性部材２を落下させて供給した際に、円柱状をした導電性部材２でありながら、円滑、かつ速やかに貫通孔３Ａ（２１Ａ～２４Ａ）内に落とし込んで基板４の電極パッド４Ａに搭載することができる。
そのため、円柱状の導電性部材２でありながら、それを基板４に搭載するための作業時間を可及的に短縮することができる。また、負圧を作用させることで、円柱状をした導電性部材２を貫通孔３Ａ（２１Ａ～２４Ａ）に確実に落とし込んで基板４に搭載することができる。
そのため、円柱状の導電性部材２でありながら、それを基板４に搭載するための作業時間を可及的に短縮することができる。また、負圧を作用させることで、円柱状をした導電性部材２を貫通孔３Ａ（２１Ａ～２４Ａ）に確実に落とし込んで基板４に搭載することができる。
【0017】
次に、図６～図９は、配列マスク３に関する第２実施例を示したものである。この第２実施例は、第２層の板状部材２２及び第３層の板状部材２３の厚さを、第１層、第４層の板状部材２１，２４と同じ厚さとするとともに、図８、図９に示すように、第２層の板状部材２２には、水平方向のＸ方向と平行にＹ方向に等ピッチで直線状のスリット２２Ｅが形成されている。これにより、隣り合うスリット２２Ｅの間に直線状のリブ２２Ｃが形成されている。
第２層の板状部材２２の下面は、第１層の板状部材２１の上面によって気密を保持して覆われており、第２層の板状部材２２の上面は、第３層の板状部材２３の下面によって気密を保持して覆われている。そして、直線状の各スリット２２Ｅの内部空間が負圧供給通路２６となっている。
板状部材２２の上層となる板状部材２３には、図６、図７に示すように、板状部材２２の直線状のスリット２２Ｅと直交する位置に、一対の長孔２３Ｆ（貫通孔）が形成されている。これらの長孔２３Ｆは、板状部材２３の下面側で板状部材２２の各スリット２２Ｅと連通しており、板状部材２３の上面側で板状部材２４に穿設された接続口２７Ａと連通している。これにより、負圧供給源２８からの負圧を負圧供給通路２６（各スリット２２Ｅ）に供給できるようになっている。
図７、図９に示すように、第３層の板状部材２３には、水平方向のＹ方向と平行にＸ方向に等ピッチで直線状のスリット２３Ｅが形成されている。これにより、隣り合うスリット２３Ｅの間に直線状のリブ２３Ｃが形成されている。
第３層の板状部材２３の下面は、第２層の板状部材２２の上面によって気密を保持して覆われており、第３層の板状部材２３の上面は、第４層の板状部材２４の下面によって気密を保持して覆われている。そして、直線状のスリット２３Ｅの内部空間が負圧供給通路２９となっている。
板状部材２３の上層となる板状部材２４の下面には、図６に示すように、板状部材２３の直線状のスリット２３Ｅと直交する位置に、一対の長孔２４Ｆ（有底溝）が形成されている。これらの長孔２４Ｆは、板状部材２４の下面側でスリット２３Ｅと連通している。また、板状部材２４の長孔２４Ｆは、接続口２７Ｂを介して負圧供給源２８と連通している（図６、図９）。これにより、負圧供給源２８からの負圧を負圧供給通路２９（各スリット２３Ｅ）に供給できるようになっている。
その他の構成は、前述した第１の実施例の配列マスク３と同じであり、それと対応する各部には同じ部材番号を付している。このような構成の第２実施例の配列マスク３を用いた搭載装置１であっても、前述した第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
第２層の板状部材２２の下面は、第１層の板状部材２１の上面によって気密を保持して覆われており、第２層の板状部材２２の上面は、第３層の板状部材２３の下面によって気密を保持して覆われている。そして、直線状の各スリット２２Ｅの内部空間が負圧供給通路２６となっている。
板状部材２２の上層となる板状部材２３には、図６、図７に示すように、板状部材２２の直線状のスリット２２Ｅと直交する位置に、一対の長孔２３Ｆ（貫通孔）が形成されている。これらの長孔２３Ｆは、板状部材２３の下面側で板状部材２２の各スリット２２Ｅと連通しており、板状部材２３の上面側で板状部材２４に穿設された接続口２７Ａと連通している。これにより、負圧供給源２８からの負圧を負圧供給通路２６（各スリット２２Ｅ）に供給できるようになっている。
図７、図９に示すように、第３層の板状部材２３には、水平方向のＹ方向と平行にＸ方向に等ピッチで直線状のスリット２３Ｅが形成されている。これにより、隣り合うスリット２３Ｅの間に直線状のリブ２３Ｃが形成されている。
第３層の板状部材２３の下面は、第２層の板状部材２２の上面によって気密を保持して覆われており、第３層の板状部材２３の上面は、第４層の板状部材２４の下面によって気密を保持して覆われている。そして、直線状のスリット２３Ｅの内部空間が負圧供給通路２９となっている。
板状部材２３の上層となる板状部材２４の下面には、図６に示すように、板状部材２３の直線状のスリット２３Ｅと直交する位置に、一対の長孔２４Ｆ（有底溝）が形成されている。これらの長孔２４Ｆは、板状部材２４の下面側でスリット２３Ｅと連通している。また、板状部材２４の長孔２４Ｆは、接続口２７Ｂを介して負圧供給源２８と連通している（図６、図９）。これにより、負圧供給源２８からの負圧を負圧供給通路２９（各スリット２３Ｅ）に供給できるようになっている。
その他の構成は、前述した第１の実施例の配列マスク３と同じであり、それと対応する各部には同じ部材番号を付している。このような構成の第２実施例の配列マスク３を用いた搭載装置１であっても、前述した第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
【0018】
なお、上記実施例においては、導電性部材２として円柱状をした導電性部材を想定しているが、従来周知の球状をした導電性部材（導電性ボール）であっても本実施例の搭載装置１によって基板４に円滑、かつ速やかに搭載することができる。
また、上記実施例で述べた『柱状』とは、円柱だけでなく角柱（三角柱、四角柱等の断面多角形の柱）を含むものである。
また、上記各実施例においては、内部空間としての負圧供給通路２６、２９を第２層の板状部材２２、第３層の板状部材２３に形成しているが、第２層の板状部材２２のみに負圧供給通路を形成しても良い。
また、上記実施例においては、粒体をした導電性部材２を配列マスク３上に供給する供給手段としてカップ７を用いているが、このようなカップ７と移動装置８を有する供給手段の他に、特許文献１、３に記載される方式の供給手段を用いても良く、配列マスク３上に粒状の導電性部材２を供給できればどのような構成であっても良い。
さらに、被搭載物としての基板４は、プリント基板等の電子基板のみならず、ウエハであっても良い。
また、上記実施例で述べた『柱状』とは、円柱だけでなく角柱（三角柱、四角柱等の断面多角形の柱）を含むものである。
また、上記各実施例においては、内部空間としての負圧供給通路２６、２９を第２層の板状部材２２、第３層の板状部材２３に形成しているが、第２層の板状部材２２のみに負圧供給通路を形成しても良い。
また、上記実施例においては、粒体をした導電性部材２を配列マスク３上に供給する供給手段としてカップ７を用いているが、このようなカップ７と移動装置８を有する供給手段の他に、特許文献１、３に記載される方式の供給手段を用いても良く、配列マスク３上に粒状の導電性部材２を供給できればどのような構成であっても良い。
さらに、被搭載物としての基板４は、プリント基板等の電子基板のみならず、ウエハであっても良い。
【符号の説明】
【0019】
１‥導電性部材の搭載装置 ２‥導電性部材
３‥配列マスク ３Ａ‥貫通孔
４‥基板（被搭載物） ４Ａ‥電極パッド（搭載箇所）
７‥カップ ８‥移動装置
２１‥板状部材 ２２‥板状部材
２３‥板状部材 ２４‥板状部材
２６‥負圧供給通路（内部空間） ２８‥負圧供給源
２９‥負圧供給通路（内部空間） Ａ‥搭載位置
３‥配列マスク ３Ａ‥貫通孔
４‥基板（被搭載物） ４Ａ‥電極パッド（搭載箇所）
７‥カップ ８‥移動装置
２１‥板状部材 ２２‥板状部材
２３‥板状部材 ２４‥板状部材
２６‥負圧供給通路（内部空間） ２８‥負圧供給源
２９‥負圧供給通路（内部空間） Ａ‥搭載位置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】