特許 7468943 ボール搭載装置及びボール搭載方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】ボール搭載装置及びボール搭載方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20240409BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

H01L21/92 604Z

H01L21/92 604H

H05K3/34 505A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023011576

(22)【出願日】2023-01-30

【審査請求日】2023-03-31

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】592141488

【氏名又は名称】アスリートＦＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002697

【氏名又は名称】めぶき弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100104709

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 誠剛

(72)【発明者】

【氏名】小竹 利幸

【審査官】今井 聖和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１９２８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４３６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２０４５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０２７２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２８１３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７１１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２０５０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１８８５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

Ｈ０５Ｋ ３／３４

Ｈ０１Ｌ ２３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に形成されたパッド電極の配列パターンに対応して設けられるフラックス印刷用開口部、及び前記フラックス印刷用開口部の配列パターンの内側に前記フラックス印刷用開口部が存在しない非開口領域を有するフラックス印刷用マスクを使用し、前記フラックス印刷用開口部から前記パッド電極にフラックスを印刷するフラックス印刷装置と、
前記パッド電極の配列パターンに対応して設けられるボール振込用開口部、前記フラックス印刷用マスクの前記非開口領域に対応する位置に設けられる前記ボール振込用開口部が存在しない前記非開口領域、及び当該非開口領域の前記基板に対面する面に形成される柱状の突起部を有するボール振込用マスクを使用し、前記ボール振込用開口部から導電性ボールを振り込むボール振込装置と、
前記導電性ボールが振り込まれた前記基板の前記導電性ボールが振り込まれていない領域にある前記パッド電極に前記フラックスを塗布するフラックス転写部、前記非開口領域及び前記ボール振込用開口部のボール搭載不足位置に前記導電性ボールを搭載するボール搭載部、及び前記基板上の余剰ボールを除去する余剰ボール除去部を有するリペア装置と、
を有しており、
前記基板における、前記フラックス印刷用マスクの前記非開口領域に対応する領域には、前記パッド電極が配置されており、
前記リペア装置は、前記ボール振込装置によって前記導電性ボールが振り込まれていない前記非開口領域に対応する領域の前記パッド電極に前記導電性ボールを搭載する、
ことを特徴とするボール搭載装置。

【請求項2】

請求項１に記載のボール搭載装置において、
前記ボール振込用マスクは、前記非開口領域が複数個所に配置され、隣り合う前記非開口領域の間に前記ボール振込用開口部がさらに配置され、
複数の前記非開口領域のそれぞれに前記突起部が形成されている、
ことを特徴とするボール搭載装置。

【請求項3】

請求項１に記載のボール搭載装置において、
前記フラックス印刷用マスクは、前記ボール振込用マスクの複数の前記非開口領域と同じ位置に前記非開口領域が配置され、隣り合う前記非開口領域の間に、前記フラックス印刷用開口部がさらに配置されている、
ことを特徴とするボール搭載装置。

【請求項4】

請求項１に記載のボール搭載装置において、
前記突起部の高さは、前記導電性ボールを前記ボール振込用マスクに振り込んだときに、前記導電性ボールの最上部が、前記ボール振込用マスクの上面から突出しない高さにある、
ことを特徴とするボール搭載装置。

【請求項5】

基板に形成されたパッド電極の配列パターンに対応して設けられるフラックス印刷用開口部、及び前記フラックス印刷用開口部の配列パターンの内側に前記フラックス印刷用開口部が存在しない非開口領域を有するフラックス印刷用マスクを使用し、前記フラックス印刷用開口部から前記パッド電極にフラックスを印刷するフラックス印刷工程と、
前記パッド電極の配列パターンに対応して設けられるボール振込用開口部、前記フラックス印刷用マスクの前記非開口領域に対応する位置に設けられる前記ボール振込用開口部が存在しない前記非開口領域、及び前記非開口領域の前記基板に対面する面に形成される柱状の突起部を有するボール振込用マスクを使用し、前記ボール振込用開口部から導電性ボールを振り込むボール振込工程と、
前記導電性ボールの過不足を検出し、過不足を是正するリペア工程と、
を含み、
前記基板における、前記フラックス印刷用マスクの前記非開口領域に対応する領域には、前記パッド電極が配置されており、
前記リペア工程は、前記ボール振込工程によって前記導電性ボールが振り込まれていない前記非開口領域に対応する領域の前記パッド電極に前記導電性ボールを搭載する、
ことを特徴とするボール搭載方法。

【請求項6】

請求項５に記載のボール搭載方法において、
前記リペア工程は、
前記基板のフラックス印刷欠陥位置、及び前記基板上に搭載された前記導電性ボールの過不足位置を検出する工程と、
前記フラックス印刷欠陥位置に前記フラックスを転写する工程と、
前記導電性ボールの搭載不足の位置に、前記導電性ボールを搭載するボール搭載工程と、
前記基板上にある余剰ボールを除去する余剰ボール除去工程と、
を含む、
ことを特徴とするボール搭載方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボール搭載装置及びボール搭載方法に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯端末機器やノート型パソコンなどは、小型化・軽量化及び高性能化によって、半導体チップの高密度化が進んでいる。高密度化に伴い基板（例えば、ウエハ）と他の基板や回路素子との接続手段として、バンプとなる微小径の導電性ボールを基板に高密度に搭載することが可能な導電性ボール搭載装置が採用されてきている。しかし、導電性ボールの高密度搭載と共に、ボール搭載領域の面積が従来の面積より大きくなることに対応可能なボール搭載装置及びボール搭載方法が求められている。

【0003】

ボール搭載領域の面積が大きくなるということは、導電性ボールを基板の所定位置に振り込むためのボール振込用マスクの面積が大きくなる。すると、ボール振込用マスクを基板に吸引する際、又は導電性ボールを振込む際のブラシスキージの押し圧力によって、ボール振込用マスクが基板方向に撓むことがある。ボール振込用マスクが撓むと、予め基板に印刷されたフラックスがボール振込用マスクの裏面に付着したり、ボール振込用開口部にフラックスが入り込んだりするため、所定位置に導電性ボールを配置することができなくなる虞があった。

【0004】

そこで、ボール振込用マスクの基板に対面する裏面に支柱のような突起部を設け、この突起部によって、ボール振込用マスクが撓むことを防止することが可能なボール振込用マスクが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この突起部の１例では、突起部は、パット電極の配列パターンに応じて形成された導電性ボールが挿通可能な多数のボール振込用開口部の間の非開口領域に形成されている。また、他の例には、突起部は、上記ボール振込用開口部が形成されていない非開口領域、つまり、導電性ボールを搭載する必要がない非開口領域に突起部が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００６－３２４６１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１の１例においては、突起部を設けることによって、ボール振込用マスクが撓むことを防止することが可能である。しかし、導電性ボールのボール径及びボール間距離が小さい基板の場合には、非開口領域の面積が小さく、この位置に突起部を形成することは困難である。他の例においては、ボール配列パターン領域内に導電性ボールを配置する必要がない非開口領域を有するボール振込用マスクのみに適用可能であって、ボール配列パターン領域内に非開口領域がなくボール振込用開口部が密集しているようなボール振込用マスクには適用することができない。

【0007】

そこで、本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ボール搭載領域の面積が大きく、かつ、微小径の導電性ボールが高密度に配列されるパッド電極の配列パターンを有する基板に、導電性ボールをボール搭載欠陥がなく搭載することが可能なボール搭載装置及びボール搭載方法を実現しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

［１］本発明のボール搭載装置は、基板に形成されたパッド電極の配列パターンに対応して設けられるフラックス印刷用開口部、及び前記フラックス印刷用開口部の配列パターンの内側に前記フラックス印刷用開口部が存在しない非開口領域を有するフラックス印刷用マスクを使用し、前記フラックス印刷用開口部から前記パッド電極にフラックスを印刷するフラックス印刷装置と、前記パッド電極の配列パターンに対応して設けられるボール振込用開口部、前記フラックス印刷用マスクの前記非開口領域に対応する位置に設けられる前記ボール振込用開口部が存在しない前記非開口領域、及び当該非開口領域の前記基板に対面する面に形成される柱状の突起部を有するボール振込用マスクを使用し、前記ボール振込用開口部から導電性ボールを振り込むボール振込装置と、前記導電性ボールが振り込まれた前記基板の前記導電性ボールが振り込まれていない領域にある前記パッド電極に前記フラックスを塗布するフラックス転写部、前記非開口領域及び前記開口領域のボール搭載不足位置に前記導電性ボールを搭載するボール搭載部、及び前記基板上の余剰ボールを除去する余剰ボール除去部を有するリペア装置と、を有していることを特徴とする。

【0009】

［２］本発明のボール搭載装置においては、前記ボール振込用マスクは、前記非開口領域が複数個所に配置され、隣り合う前記非開口領域の間に前記ボール振込用開口部がさらに配置され、複数の前記非開口領域のそれぞれに前記突起部が形成されていることが好ましい。

【0010】

［３］本発明のボール搭載装置においては、前記フラックス印刷用マスクは、前記ボール振込用マスクの前記複数の前記非開口領域と同じ位置に前記非開口領域が配置され、隣り合う前記非開口領域の間に、前記フラックス印刷用開口部がさらに配置されていることが好ましい。

【0011】

［４］本発明のボール搭載装置においては、前記突起部の高さは、前記導電性ボールを前記ボール振込用マスクに振り込んだときに、前記導電性ボールの最上部が、前記ボール振込用マスクの上面から突出しない高さにあることが好ましい。

【0012】

［５］本発明のボール搭載方法は、基板に形成されたパッド電極の配列パターンに対応して設けられるフラックス印刷用開口部、及び前記フラックス印刷用開口部の配列パターンの内側に前記フラックス印刷用開口部が存在しない非開口領域を有するフラックス印刷用マスクを使用し、前記フラックス印刷用開口部から前記パッド電極にフラックスを印刷するフラックス印刷工程と、前記パッド電極の配列パターンに対応して設けられるボール振込用開口部、フラックス印刷用マスクの前記非開口領域に対応する位置に設けられる前記ボール振込用開口部が存在しない前記非開口領域、及び前記非開口領域の前記基板に対面する面に形成される柱状の突起部を有するボール振込用マスクを使用し、前記ボール振込用開口部から導電性ボールを振り込むボール振込工程と、前記導電性ボールの過不足を検出し、過不足を是正するリペア工程と、を含むことを特徴とする。

【0013】

［６］本発明のボール搭載方法においては、前記リペア工程は、前記基板のフラックス印刷欠陥位置、及び前記基板上に搭載された前記導電性ボールの過不足位置を検出する工程と、前記フラックス印刷欠陥位置に前記フラックスを転写する工程と、前記導電性ボールの搭載不足の位置に、前記導電性ボールを搭載するボール搭載工程と、前記基板上にある余剰ボールを除去する余剰ボール除去工程と、を含むことが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明のボール搭載装置及びボール搭載方法は、フラックス印刷装置によって、フラックス印刷用開口部の配列パターンの内側に非開口領域を有するフラックス印刷用マスクを使用してフラックスを基板に印刷する。また、ボール振込装置は、フラックス印刷用マスクと同じ位置にボール振込用開口部及び非開口領域を有するボール振込用マスクを使用し、ボール振込用開口部から基板に導電性ボールを振り込む。ボール振込用マスクの非開口領域には、基板に対面する裏面に柱状の突起部を有している。このような突起部を有することによって、導電性ボールを基板上に振り込むとき、ボール搭載領域及びボール振込用マスクの面積が大きくなっても、ボール振込用マスクが基板側に撓むことを防止することができる。その結果、予め基板に印刷されているフラックスが、ボール振込用マスクの裏面やボール振込用開口部に付着することがなくなり、付着したフラックスによってボール搭載欠陥が発生することを防止することが可能となる。

【0015】

導電性ボールが微小化し、高密度配列となる場合、突起部を設けることが困難になるが、非開口領域を設け、この非開口領域には、導電性ボールの配列密度に関係なく突起部を設けることが可能となる。ただし、非開口領域では、ボール振込装置では導電性ボールを基板に振り込むことができない。しかし、リペア装置によって、非開口領域内のパッド電極に、フラックスの塗布及び導電性ボールの搭載を行うことができる。また、リペア装置は、ボール搭載装置によって振り込まれた導電性ボールの過不足を是正する機能も有している。

【0016】

以上説明したボール搭載装置及びボール搭載方法によれば、ボール搭載領域の面積が大きく、かつ、微小径の導電性ボールが高密度に配列されるパッド電極の配列パターンを有する基板に、導電性ボールをボール搭載欠陥がなく搭載することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】ボール搭載装置１の概略構成を示す平面図である。

【図2】リペア装置５を図１の点線の矢印方向から見た正面図である。

【図3】基板Ｗの１構成例を示す平面図である。

【図4】ボール振込用マスク４７の構成例を示す図である。

【図5】ボール振込用マスク４７の変形例を示す図である。

【図6】フラックス印刷用マスク２６の構成例を示す図である。

【図7】フラックス印刷用マスク２６の変形例を示す図である。

【図8】ボール搭載方法を示す工程フロー図である。

【図9】フラックス印刷ユニット２０の動作を示す説明図である。

【図10】ボール振込ユニット４０の動作を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態に係るボール搭載装置１及びボール搭載方法について図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各図は、説明を分かりやすくするために、構成要素の大きさや間隔、縮尺などを誇張している。

【0019】

（ボール搭載装置１の構成）
図１は、ボール搭載装置１の概略構成を示す平面図である。なお、紙面の左右方向をＸ軸、Ｘ軸に直交する方向をＹ軸、Ｘ－Ｙ平面に対して鉛直方向（紙面の上下方向）をＺ軸又は上下方向と表し説明する。ボール搭載装置１は、基板Ｗの給材装置である搬送用ロボット装置２、基板ＷにフラックスＦを印刷するフラックス印刷装置３、フラックスＦが印刷された基板Ｗに導電性ボールＳ（図３（ｂ）参照）を振り込むボール振込装置４、及び振り込まれた導電性ボールＳの過不足を是正するリペア装置５で構成されている。搬送用ロボット装置２、フラックス印刷装置３、ボール振込装置４、及びリペア装置５は、Ｘ軸方向に連結配置されている。

【0020】

搬送用ロボット装置２は、第１ロードポート１１と第２ロードポート１２の各々に配置されるＦＯＵＰ（Front-Opening-Unified-Pod）１３に収容されている基板Ｗをフラックス印刷装置３に搬送するロボットアーム１４を有している。ロボットアーム１４は、第１ロードポート１１及び第２ロードポート１２のいずれから基板Ｗをピックアップしてプレアライナ１５に搬送し、プレアライナ１５において基板Ｗの位置補正をした後、フラックス印刷装置３に配置される第１基板置台１６に搬送する。

【0021】

（フラックス印刷装置３の構成）
フラックス印刷装置３は、中央部にフラックス印刷ユニット２０を有し、フラックス印刷時に基板Ｗを吸着保持する基板ステージ２１、基板ステージ２１を挟んで図示左方側に配置される第１基板置台１６、及び図示右方側に配置される第２基板置台２２を有している。基板ステージ２１の図示下方側には、第１基板搬送ユニット２３が配置されている。第１基板搬送ユニット２３は、第１基板搬送アーム２４及び第２基板搬送アーム２５を有している。基板ステージ２１のＺ軸上方側には、フラックス印刷用マスク２６が配置されており、フラックス印刷用スキージ１４０（図９参照）によって基板ＷにフラックスＦを印刷する。

【0022】

次いで、第１基板搬送ユニット２３による基板Ｗの搬送について説明する。説明にあたり、初期位置として、基板Ｗが第１基板置台１６に搬送されており、基板ステージ２１には、フラックスＦが印刷された基板Ｗがあるものとする。まず、Ｘ軸スライダー２８によって、第１基板搬送アーム軸２９が第１基板置台１６の中心からワーク搬送軌跡Ｌに対して直交する直線上となる位置まで、第１基板搬送アーム２４及び第２基板搬送アーム２５を保持する保持ブロック２７を移動する。次に、第１基板搬送ユニット２３は、第２基板搬送アーム軸３０を回転中心として第２基板搬送アーム２５を時計回りに９０度回転し、第１基板搬送アーム軸２９を回転中心として第１基板搬送アーム２４を反時計回りに９０度回転する。

【0023】

すると、第２基板搬送アーム２５の基板保持部２５ａが基板Ｗと基板ステージ２１との間に入り込み、基板Ｗを吸着する。第１基板搬送アーム２４は、基板保持部２４ａの開口している部分が、第１基板置台１６の中心に向いている状態で、Ｙ軸移動用アクチュエータ３１によって第１基板置台１６に向かって移動する。すると、第１基板搬送アーム２４の基板保持部２４ａが基板Ｗと第１基板置台１６との間に入り込み、基板Ｗを吸着する。

【0024】

第２基板搬送アーム２５は、フラックスＦが印刷された基板Ｗを吸着し、第１基板搬送アーム２４は、フラックス印刷前の基板Ｗを吸着した後、Ｘ軸スライダー２８によって、保持ブロック２７と一体で図示右側の位置（図１に示す位置）に移動される。第２基板搬送アーム２５は、フラックスＦが印刷された基板Ｗを基板ステージ２１から第２基板置台２２に搬送する。第１基板搬送アーム２４は、フラックス印刷前の基板Ｗを第１基板置台１６から基板ステージ２１に搬送する。第２基板置台２２のＹ軸上方には、第２基板搬送ユニット３３が配置されている。

【0025】

第２基板搬送ユニット３３は、Ｙ軸アクチュエータ３４、Ｘ軸スライダー３５及び第３基板搬送アーム３６で構成されている。第２基板置台２２には、フラックスＦが印刷された基板Ｗが載置されている。第３基板搬送アーム３６は、図１に示す位置からＹ軸アクチュエータ３４によって基板保持部３６ａが基板Ｗと第２基板置台２２との間に入り込むまで移動し、基板保持部３６ａは基板Ｗを吸着する。フラックスＦが印刷された基板Ｗを吸着した第３基板搬送アーム３６は、Ｘ軸スライダー３５によって、ボール振込装置４の第３基板置台４２に搬送する。

【0026】

フラックス印刷装置３において、第１基板搬送アーム２４及び第２基板搬送アーム２５は、図１に示す初期状態に戻り、フラックス印刷ユニット２０によって、基板ＷにフラックスＦが印刷される間待機している。なお、フラックスＦの印刷方法は、図９を参照して説明する。

【0027】

（ボール振込装置４の構成）
ボール振込装置４は、中央部にボール振込ユニット４０を有し、ボール振込時に基板Ｗを吸着保持する基板ステージ４１、基板ステージ４１を挟んで図示左方側に配置される第３基板置台４２、及び図示右方側に配置される第４基板置台４３を有している。基板ステージ４１の図示下方側には、第３基板搬送ユニット４４が配置されている。第３基板搬送ユニット４４は第４基板搬送アーム４５及び第５基板搬送アーム４６を有している。基板ステージ４１のＺ軸上方側には、ボール振込用マスク４７が配置されており、ブラシスキージ１４１（図９参照）によって基板Ｗに導電性ボールＳを振り込まれる。

【0028】

次いで、第３基板搬送ユニット４４による基板Ｗの搬送について説明する。説明にあたり、初期位置として、フラックスＦが印刷された基板Ｗが第３基板置台４２に搬送されており、基板ステージ４１には、導電性ボールＳが搭載された基板Ｗがあるものとする。まず、Ｘ軸スライダー４８によって、第４基板搬送アーム軸５０が、第３基板置台４２の中心からワーク搬送軌跡Ｌに対して直交する直線上となる位置まで保持ブロック５７を移動する。次に、第３基板搬送ユニット４４は、第３基板搬送アーム軸４９を回転中心として第５基板搬送アーム４６を時計回りに９０度を回転し、第４基板搬送アーム軸５０を回転中心として第４基板搬送アーム４５を反時計回りに９０度を回転する。

【0029】

すると、第５基板搬送アーム４６の基板保持部４６ａが基板Ｗと基板ステージ４１との間に入り込み、基板Ｗを吸着する。第４基板搬送アーム４５は、基板保持部４５ａの開口している部分が、第３基板置台４２の中心に向いている状態で、Ｙ軸移動用アクチュエータ５１によって第３基板置台４２に向かって移動する。すると、第４基板搬送アーム４５の基板保持部４５ａが基板Ｗと第３基板置台４２との間に入り込み、基板Ｗを吸着する。

【0030】

第５基板搬送アーム４６は、導電性ボールＳが搭載された基板Ｗを吸着し、第４基板搬送アーム４５は、フラックスＦが印刷された基板Ｗを吸着した後、Ｘ軸スライダー４８によって、保持ブロック５７と一体で図示右側の位置（図１に示す位置）に移動される。第５基板搬送アーム４６は、導電性ボールＳが搭載された基板Ｗを基板ステージ４１から第４基板置台５２に搬送する。第４基板搬送アーム４５は、ボール搭載前の基板Ｗを第３基板置台４２から基板ステージ４１に搬送する。第４基板置台５２のＹ軸上方には、第４基板搬送ユニット５３が配置されている。

【0031】

第４基板搬送ユニット５３は、Ｙ軸アクチュエータ５４、Ｘ軸スライダー５５及び第６基板搬送アーム５６で構成されている。第４基板置台５２には、導電性ボールＳが搭載された基板Ｗが載置されている。第６基板搬送アーム５６は、図１に示す位置からＹ軸アクチュエータ５４によって基板保持部５４ａが基板Ｗと第４基板置台５２との間に入り込むまで移動し、基板保持部５４ａは基板Ｗを吸着する。導電性ボールＳが搭載された基板Ｗを吸着した第６基板搬送アーム５６は、Ｘ軸スライダー５５によって、リペア装置５の基板ステージ７０に搬送する。

【0032】

ボール振込装置４において、第４基板搬送アーム４５及び第５基板搬送アーム４６は、図１に示す初期状態に戻り、ボール振込ユニット４０によって、基板Ｗに導電性ボールＳが印刷される間待機している。なお、導電性ボールＳの振込方法は、図１０を参照して説明する。

【0033】

（リペア装置５の構成）
続いて、図１及び図２を参照してリペア装置５の構成について説明する。リペア装置５は、導電性ボールＳが基板Ｗの所定のパッド電極１０７（図３参照）に適切に搭載されているか否かを検査し、導電性ボールＳが所定のパッド電極１０７に搭載されていない場合に是正する装置である。

【0034】

図２は、リペア装置５を図１の点線の矢印方向から見た正面図である。なお、図２は、図１に対して拡大して表している。リペア装置５は、検査部６０、フラックス転写部６１、ボール搭載部６２及び余剰ボール除去部６３を有している。リペア装置５は、ボール振込装置４から導電性ボールＳが搭載された基板Ｗを受取り保持する基板ステージ７０、基板ステージ７０をＸ軸方向及びＹ軸方向に搬送するステージ搬送機構６４をさらに有している。ステージ搬送機構６４、検査部６０、フラックス転写部６１、ボール搭載部６２及び余剰ボール除去部６３は、架台６５上に直列に配置されている。また、検査部６０、フラックス転写部６１、ボール搭載部６２及び余剰ボール除去部６３は、平面視して略コの字状のフレーム６８によって支持され、フレーム６８は両端部を支柱６９によって架台６５に固定されている。

【0035】

ステージ搬送機構６４は、ボール振込装置４から搬送された基板Ｗを保持した基板ステージ７０を、Ｙ軸ガイド７１に沿ってＹ軸方向に移動するＹ軸駆動部７２、Ｘ軸ガイド７３に沿ってＸ軸方向に移動するＸ軸駆動部７４、及び基板ステージ７０に固定されたキャリブレーション部７５を有している。キャリブレーション部７５は、フラックス転写部６１、ボール搭載部６２、余剰ボール除去部６３のＸ軸方向の位置情報、Ｙ軸方向の位置情報及びＺ軸方向の位置情報を取得する。これらの位置情報は、フラックス転写部６１のフラックス転写ピン７６の先端、ボール搭載部６２のボール搭載ノズル７７の先端、及び余剰ボール除去部６３のボール除去ノズル７８の先端それぞれのＸ、Ｙ、Ｚ各軸方向の位置の情報である。そして、キャリブレーション部７５が取得した位置情報により、基板Ｗの位置が較正される。

【0036】

検査部６０は、導電性ボールＳが基板Ｗのパッド電極１０７（図３参照）に適切に搭載されているか否かを検査する。検査部６０は、主検査部６６及びベリファイ用検査部６７で構成されている。主検査部６６は、搬送されてきた基板Ｗを撮像するカメラ８０、カメラ８０をＺ軸方向に駆動するＺ軸駆動部８１、及び照明装置８２を有している。ベリファイ用検査部６７は、搬送されてきた基板Ｗを撮像するカメラ８５、カメラ８５をＺ軸方向に移動するＺ軸駆動部８６、及び照明装置８７を有している。主検査部６６は、導電性ボールＳが基板Ｗのパッド電極１０７に適切に搭載されているか否かの情報を取得する。ベリファイ用検査部６７は、主検査部６６の情報に基づき、カメラ８５によりボール搭載領域１０５Ａ～１０５Ｄ（図３参照）を撮像し、リペア（是正）を必要とする位置情報を取得する。ベリファイ用検査部６７が取得した情報は、画像として、表示装置Ｄに表示される。オペレーターは、表示装置Ｄに表示された画像を目視することにより、リペア装置５による修正が必要か否かを判断することができる。

【0037】

フラックス転写部６１は、非開口領域１３２のパッド電極１０７にフラックスＦを塗布するフラックス転写ピン７６、フラックス転写ピン７６にフラックスＦを供給するフラックストレイ９０、フラックストレイ９０をＹ軸方向に移動するＹ方向駆動部９１、フラックスＦの転写対象位置を撮像するカメラ９２、及び照明装置９３を有している。フラックス転写部６１は、フラックス転写ピン７６、フラックストレイ９０及びカメラ９２をＺ軸方向に移動するＺ方向駆動部９４を有している。フラックス転写ピン７６は、フラックストレイ９０でフラックスＦを付着させ、フラックストレイ９０がフラックス転写ピン７６の位置からＹ軸方向に退避している間に、降下して基板Ｗ（パッド電極１０７）の転写対象位置に１か所ずつフラックスＦを転写する。フラックスＦの転写対象位置は、ボール振込用マスク４７の非開口領域１１７（図４参照）に位置するパッド電極１０７の位置である。

【0038】

ボール搭載部６２は、ボール振込用マスク４７の非開口領域１１７及びボール振込装置４でボール振込不足となったパッド電極１０７に導電性ボールＳを搭載するボール搭載ノズル７７、ボール搭載ノズル７７に導電性ボールＳを供給するボール供給トレイ９６、ボール供給トレイ９６をＹ軸方向に移動するＹ軸駆動部９７、及びボール搭載ノズル７７をＺ軸方向に移動するＺ軸駆動部９８を有している。ボール搭載ノズル７７は、ボール供給トレイ９６から導電性ボールＳを吸着し、ボール搭載対象位置に導電性ボールＳを搭載する。ボール搭載ノズル７７は、導電性ボールＳを吸着した後、ボール供給トレイ９６がボール搭載ノズル７７からＹ軸方向に退避している間に降下してボール搭載対象位置に導電性ボールＳを搭載する。導電性ボールＳの搭載対象位置は、ボール振込用マスク４７の非開口領域１１７にあるパッド電極１０７の位置、或いは、ボール振込用開口領域１１５においてボール搭載欠陥が認められたパッド電極１０７の位置である。

【0039】

余剰ボール除去部６３は、導電性ボールＳが基板Ｗに必要以上に搭載されていたり、所定のパッド電極１０７から位置がずれていたりする導電性ボールＳ（余剰ボールという）を除去するボール除去ノズル７８、余剰ボールを回収する余剰ボール受トレイ１００、余剰ボール受トレイ１００をＹ軸方向に移動するＹ軸駆動部１０１、及びボール除去ノズル７８をＺ軸方向に移動するＺ軸駆動部１０２を有している。ボール除去ノズル７８は、基板Ｗ上に残った余剰ボールを吸着し、余剰ボール受トレイ１００に排出する。ボール除去ノズル７８は、余剰ボール受トレイ１００がＹ軸方向に退避している間に降下して余剰ボールを吸着し、上昇した後、余剰ボール受トレイ１００がボール除去ノズル７８の下方に移動し、余剰ボールを排出する。

【0040】

続いて、ボール搭載装置１において、導電性ボールＳが搭載される基板Ｗ、使用されるフラックス印刷用マスク２６及びボール振込用マスク４７について説明する。まず、ボール搭載装置１で導電性ボールＳが搭載されたときの基板Ｗについて説明する。

【0041】

（基板Ｗの構成）
図３は、基板Ｗの１構成例を示す平面図である。図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は基板Ｗの一部を拡大して示す断面図である。図３（ａ）において点線で囲まれた領域は、ボール搭載領域１０５であって、本例では、４か所にボール搭載領域１０５Ａ～１０５Ｄが設けられている。ボール搭載領域１０５Ａ～１０５Ｄには、パッド電極１０７が形成されている。基板Ｗは、シリコンウエハなどであって、外形形状が円形又は四角形である。また、パッド電極１０７は、再配線された電極である。基板Ｗは、導電性ボールＳが搭載された後に、ボール搭載領域１０５Ａ～１０５Ｄの間のスクライブライン１０６で切断することにより基板ＷＡ～基板ＷＤに固片化され、それぞれが半導体集積回路チップとなる。

【0042】

基板Ｗの切断は、導電性ボールＳを搭載した基板Ｗをリフローし、導電性ボールＳのバンプを形成した後、又は回路素子実装後に行われる。図３（ａ）に示す基板Ｗには、図３（ａ）は、基板Ｗに設けられたパッド電極１０７、及び導電性ボールＳが搭載される多数のパッド電極１０７が整列配置されている。ただし、パッド電極１０７は、図示の都合上、各パッド電極形成領域内に、横列が１０、縦列が８の配列としているが、実際には、さらに多数設けられている。本例のパッド電極１０７のピッチは、大略５０μｍ～４００μｍである。図３（ｂ）に示すように、パッド電極１０７は、基板Ｗに設けられた凹部１０８の底部に設けられている。パッド電極１０７が形成され、フラックスＦが印刷された後、導電性ボールＳが凹部１０８内に振り込まれる。本例の導電性ボールＳの直径は、１０μｍ～３０μｍである。

【0043】

ボール振込用マスク４７を介して基板Ｗ上に導電性ボールＳを振り込む際に、ボール振込用マスク４７の中央部がブラシスキージ１４１（図１０参照）の押圧力によって基板Ｗ側に撓むことがある。ボール振り込みの前には、基板ＷにはフラックスＦが印刷されている。そのため、ボール振込用マスク４７の基板Ｗに対面する面（以降、裏面４７ａとする）や、導電性ボールＳを振り込むボール振込用開口部１１６（図４参照）にフラックスＦが付着することがあり、そのことによりボール搭載欠陥が発生することがある。そこで、ボール振込用マスク４７は、撓み防止の工夫をしている。フラックス印刷用マスク２６は、ボール振込用マスク４７にフラックスＦを付着させない工夫をしている。以下に、ボール振込用マスク４７及びフラックス印刷用マスク２６の構成について説明する。

【0044】

（ボール振込用マスク４７の構成）
図４は、ボール振込用マスク４７の構成例を示す図である。図４（ａ）は、全体平面図、図４（ｂ）は、ボール振込用マスク４７の一部（ボール振込用開口領域１１５Ａ部分）を拡大して示す断面図である。なお、図４に示すボール振込用マスク４７は、図３に示した基板Ｗに対応している例である。ボール振込用マスク４７は、固片化された基板ＷＡ～基板ＷＤ（図３参照）それぞれに対応した位置にボール振込用開口領域１１５Ａ～１１５Ｄを有している（図中、点線の枠内）。ボール振込用開口領域１１５Ａ～１１５Ｄは、パッド電極１０７に対応した位置にボール振込用開口部１１６を有している。但し、ボール振込用開口部１１６の配列パターンの内側の中央部には、ボール振込用開口部１１６が形成されていない非開口領域１１７が設けられている。なお、ボール振込用開口領域１１５Ａ～１１５Ｄを総称してボール振込用開口領域１１５と記載することがある。

【0045】

ボール振込用マスク４７の非開口領域１１７には、基板Ｗに対面する裏面４７ａ側に柱状の突起部１１８が設けられている。突起部１１８は、円柱、円錐台、角柱又は角錐台など形状は任意の形状とすることが可能であり、また、ボール振込用マスク４７と同じ材質としたり、異なる材質としたり、又はボール振込用マスク４７と一体構成としたりすることが可能である。本例のボール振込用マスク４７は、メタルマスクであって、突起部１１８を樹脂製とすることも可能である。ボール振込用マスク４７は、非常に薄いため、取り扱いの際、そのままでは撓むことがあるため、４辺の外周縁両面をフレーム１１９で補強している。なお、図４（ａ）において、フレーム１１９は、二点鎖線で表している。

【0046】

ボール振込用マスク４７の裏面４７ａ側に配置されるフレーム１１９は、ボール振込時において基板Ｗに接し、ボール振込用マスク４７の裏面４７ａと基板Ｗとの隙間位置を規制するスペーサー１２０となる。突起部１１８は、非開口領域１１７の範囲内で、ボール振込時に変形（例えば、座屈）しない強度を有する大きさであり、ボール振込時において、パッド電極１０７に印刷されているフラックスＦに接触しない高さを有している。また、突起部１１８の高さは、ブラシスキージ１４１で導電性ボールＳをボール振込用マスク４７に振り込むときに、導電性ボールＳをフラックスＦに適度に押え込み、ブラシスキージ１４１で振り込まれた導電性ボールＳを掻き出すことを防止することが可能な高さである。また、スペーサー１２０は、ボール振込用マスク４７の裏面４７ａと基板Ｗとの隙間を最適に管理するものである。そのため、突起部１１８の高さはスペーサー１２０の厚みと略同じとすることが好ましい。

【0047】

ところで、ボール振込用マスク４７の構成は、図４に示した構成に限らない。そこで、ボール振込用マスク４７の変形例について、図５を参照して説明する。

【0048】

図５は、ボール振込用マスク４７の変形例を示す図である。図５（ａ）は、全体平面図、図５（ｂ）は、ボール振込用マスク４７の一部（ボール振込用開口領域１１５Ａ部分）を拡大して示す断面図である。ボール振込用マスク４７は、４か所のボール振込用開口領域１１５Ａ～１１５Ｄを有している。図５に示す例は、図４に示したボール振込用マスク４７の構成例に対し、各ボール振込用開口領域が、図示横方向に大きくした例である。つまり、ボール振込用マスク４７が横方向に大きくなっている。各ボール振込用開口領域には、複数個所の非開口領域１１７（本例では、非開口領域１１７Ａ，１１７Ｂ）が設けられている。この２か所の非開口領域１１７Ａ，１１７Ｂの各々に突起部１１８（突起部１１８Ａ，１１８Ｂとする）が設けられている。図４の説明と共通に説明できる部位には図４と同じ符号を付して説明する。フレーム１１９の図示は省略する。

【0049】

ボール振込用マスク４７の非開口領域１１７Ａ，１１７Ｂ各々には、基板Ｗに対面する裏面４７ａ側に柱状の突起部１１８Ａ，１１８Ｂが設けられている。突起部１１８Ａ，１１８Ｂに高さは同じである。突起部１１８Ａ，１１８Ｂは、図４に示したボール振込用マスク４７と同様に、円柱、円錐台、角柱又は角錐台など形状は任意の形状とすることが可能であり、また、ボール振込用マスク４７と同じ材質としたり、異なる材質としたり、又はボール振込用マスク４７と一体構成としたりすることが可能である。突起部１１８Ａ、１１８Ｂは、非開口領域１１７Ａ、１１７Ｂの範囲で、ボール振込時に変形（例えば、座屈）しない強度を有する大きさであり、ボール振込時において、パッド電極１０７に印刷されているフラックスＦに接触しない高さを有している。

【0050】

ところで、図５（ａ）に示すように非開口領域１１７Ａと非開口領域１１７Ｂの間には、ボール振込用開口部１１６が配置されている。非開口領域１１７Ａ，１１７Ｂを連続する構成も有り得る。しかし、非開口領域１１７Ａ，１１７Ｂには、ボール振込装置４において、ボール振込用マスク４７を使用して導電性ボールＳを振り込むことができない。そのため、図３に示すような導電性ボールＳの配列パターンを実現するためには、リペア装置５による導電性ボールＳの追加搭載工程に時間を要することになるため、導電性ボールＳの追加搭載の数は少ない方が好ましい。そこで、非開口領域１１７Ａ，１１７Ｂの範囲を狭くし、非開口領域１１７Ａと非開口領域１１７Ｂの間に、ボール振込用開口部１１６を配置している。

【0051】

なお、ボール振込用マスク４７が、さらに大判化される場合、つまり、ボール振込用開口領域１１５Ａ～１１５Ｄが広くなる場合には、非開口領域１１７の数を増やしたり、例えば、ボール振込用開口領域１１５Ａ～１１５Ｄのうちの隣り合うボール振込用開口領域１１５の間に突起部１１８を追加したりすることが可能である。

【0052】

（フラックス印刷用マスク２６の構成）
図６は、フラックス印刷用マスク２６の構成例を示す図である。なお、図６に示すフラックス印刷用マスク２６は、図４に示したボール振込用マスク４７に対応している例である。フラックス印刷用マスク２６は、ボール振込用開口領域１１５Ａ～１１５Ｄそれぞれに対応した位置にフラックス印刷用開口領域１３０Ａ～１３０Ｄを有している（図中、点線の枠内）。フラックス印刷用開口領域１３０Ａ～１３０Ｄは、ボール振込用開口部１１６に対応した位置にフラックス印刷用開口部１３１を有している。但し、フラックス印刷用開口部１３１の配列パターンの内側の中央部には、フラックス印刷用開口部１３１が形成されていない非開口領域１３２が設けられている。

【0053】

すなわち、フラックス印刷用マスク２６は、ボール振込用マスク４７のボール振込用開口領域１１５Ａ～１１５Ｄ、ボール振込用開口部１１６及び非開口領域１１７のそれぞれに対して、同じ位置に、フラックス印刷用開口領域１３０Ａ～１３０Ｄ、フラックス印刷用開口部１３１、及び非開口領域１３２を有して構成されている。フラックス印刷用マスク２６は、非開口領域１３２を設けることによって、ボール振込用マスク４７の非開口領域１１７，１１７Ａ，１１７Ｂに設けられる突起部１１８の先端部分にフラックスＦが付着することに起因するボール搭載欠陥が発生することを防止している。

【0054】

なお、フラックス印刷用マスク２６は、ボール振込用マスク４７に対応した構成とすることから、非開口領域１３２が２か所に設けられる構成にも同様に対応することが可能である。フラックス印刷用マスク２６の変形例として図７を参照して説明する。

【0055】

図７は、フラックス印刷用マスク２６の変形例を示す平面図である。フラックス印刷用マスク２６の変形例は、図５で示したボール振込用マスク４７の変形例に対応しており、ボール振込用開口領域１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１５Ｄと同じ位置にフラックス印刷用開口領域１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｄが配置されている（図中、点線の枠内）。そして、ボール振込用開口部１１６と同じ位置にフラックス印刷用開口部１３１が配置され、ボール振込用マスク４７の非開口領域１１７Ａ，１１７Ｂと同じ位置に、フラックス印刷用開口部１３１が形成されていない非開口領域１３２Ａ，１３２Ｂが配置されている。変形例によるフラックス印刷用マスク２６は、非開口領域１３２Ａ，１３２Ｂを設けることによって、ボール振込用マスク４７の非開口領域１１７Ａ，１１７Ｂに設けられる突起部１１８Ａ，１１８Ｂの先端部分にフラックスＦが付着することに起因するボール搭載欠陥が発生することを防止している。

【0056】

続いて、ボール搭載装置１を使用するボール搭載方法について、図８に示す工程フロー図に沿って、図９、図１０及び既述した図１～図７を参照しながら説明する。

【0057】

（ボール搭載方法）
図８は、ボール搭載方法を示す工程フロー図である。まず、搬送用ロボット装置２によって、基板Ｗをフラックス印刷装置３に搬送する（ステップＳ１）。次いで、フラックス印刷装置３によって、基板Ｗのパッド電極１０７にフラックスＦを印刷する（フラックス印刷工程、ステップＳ２）。フラックス印刷方法ついては、図９を参照して説明する。

【0058】

（フラックス印刷方法）
図９は、フラックス印刷ユニット２０の動作を示す説明図である。図９（ａ）は、フラックス印刷動作を模式的に示す断面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）の点線Ａで囲まれた範囲を拡大して示す図である。フラックス印刷は、基板Ｗを基板ステージ２１に真空吸着した状態で、フラックス印刷用マスク２６及びフラックス印刷用スキージ１４０を使用して行う。基板ステージ２１は、真空吸引孔２１ａを有している。フラックス印刷用スキージ１４０は、フラックス印刷用マスク２６を傷つけないように柔軟性を有する樹脂製としている。基板Ｗは、フラックス印刷用マスク２６に対して所定の隙間を有するように、ステージ上下駆動アクチュエータ（図示は省略）によって調整される。

【0059】

フラックス印刷用スキージ１４０は、フラックス印刷用マスク２６を基板Ｗに接触する位置まで押圧しつつ図示矢印方向に移動しながらフラックスＦを基板Ｗのパッド電極１０７上に印刷する。図９（ｂ）においては、左側のフラックス印刷用開口部１３１の位置を位置（１）、中間のフラックス印刷用開口部１３１の位置を位置（２）、右側のフラックス印刷用開口部１３１の位置を位置（３）とする。基板Ｗには、導電性ボールＳを振り込む位置に凹部１０８が形成されており、凹部１０８の底部にはパッド電極１０７が形成されている。

【0060】

位置（１）は、フラックス印刷用スキージ１４０がフラックス印刷用開口部１３１を通過した直後のフラックスＦを表しており、フラックスＦはフラックス印刷用マスク２６の表面からはみ出ない。そして、フラックスＦは、凹部１０８内においてパッド電極１０７に接触するように収まる。位置（２）は、フラックス印刷用スキージ１４０がフラックス印刷用開口部１３１から基板ＷにフラックスＦを印刷する直前を表している。位置（３）は、次に印刷するフラックス印刷用開口部１３１を表している。スキージ動作終了後にフラックス印刷用マスク２６を版離れさせると、パッド電極１０７にフラックスＦが塗布され、フラックス印刷が完了する。

【0061】

なお、フラックス印刷用マスク２６は、図６で示したように、基板Ｗに形成されたパッド電極１０７の配列パターンに対応したフラックス印刷用開口部１３１、及びフラックス印刷用開口部１３１の配列パターンの内側にフラックス印刷用開口部１３１が存在しない非開口領域１３２を有している。当然、非開口領域１３２においては、パッド電極１０７にはフラックスＦが印刷されないことになる。

【0062】

フラックスＦが印刷された基板Ｗは、第２基板搬送ユニット３３によってボール振込装置４に搬送され（ステップＳ３）、ボール振込装置４によって、基板Ｗに導電性ボールＳを振り込む（ボール振込工程、ステップＳ４）。ボール振込方法については、図９を参照して説明する。

【0063】

（ボール振込方法）
図１０は、ボール振込ユニット４０の動作を示す図である。図１０（ａ）はボール振込動作を模式的に示す断面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の点線Ａで囲まれた範囲を拡大して示す図である。ボール振込ユニット４０において、ボール振込は、フラックスＦが印刷された基板Ｗを基板ステージ４１に吸着した状態で、ボール振込用マスク４７及びブラシスキージ１４１を使用して行う。基板Ｗの吸着は、基板Ｗが突起部１１８を有しているため、基板ステージ４１の下方側に配置された磁石（図示は省略）によって磁気吸引される。ブラシスキージ１４１は、ボール振込部１４２の下方側のブラシ取付け部１４３に端部が埋め込まれた結束線状部材で構成されている。ボール振込用マスク４７は、基板ステージ４１に吸引されるが、突起部１１８とスペーサー１２０とによって、撓むことなく裏面４７ａと基板Ｗとの隙間が一定に保持されている。

【0064】

ブラシスキージ１４１は、回転しつつＸ方向及びＹ方向に移動し、ボール振込部１４２からブラシスキージ１４１の回転軌跡内に供給された導電性ボールＳをボール振込用マスク４７のボール振込用開口部１１６に振り込む。

【0065】

図１０（ｂ）に示すように、ボール振込用マスク４７上に供給された導電性ボールＳは、ブラシスキージ１４１によってボール振込用開口部１１６に１個ずつ振り込まれる。基板Ｗのパッド電極１０７上にはフラックスＦが印刷されている。導電性ボールＳは、ブラシスキージ１４１によってフラックスＦに軽く押しつけられることによって、フラックスＦの粘着性によって仮固定され、その後の基板搬送において仮固定された状態が維持される。

【0066】

なお、ボール振込用マスク４７は、図４で示したように、基板Ｗに形成されたパッド電極１０７の配列パターンに対応したボール振込用開口部１１６、及びボール振込用開口部１１６の配列パターンの内側にボール振込用開口部１１６が存在しない非開口領域１１７と、を有している。当然、非開口領域１１７においては、パッド電極１０７に導電性ボールＳは振り込まれないことになる。

【0067】

（リペア方法）
ボール振込装置４によって導電性ボールＳが振り込まれた基板Ｗは、第３基板搬送ユニット４４によってリペア装置５に搬送される（ステップＳ５）。ボール振込装置４から搬送された基板Ｗは、基板ステージ７０に吸着保持され、ステージ搬送機構６４によって検査部６０の下方位置に搬送される。検査部６０は、主検査部６６及びベリファイ用検査部６７によってフラックス印刷なし位置（フラックス印刷欠陥位置）、及び導電性ボールＳの過不足位置（ボール搭載欠陥位置）を検出する（ステップＳ６）。フラックス印刷なし位置とは、フラックス印刷用マスク２６の非開口領域１３２における本来フラックスが印刷されるべきパッド電極１０７の位置である。

【0068】

導電性ボールＳの不足の検出としては、ボール振込装置４では振り込まれることがない、ボール振込用マスク４７の非開口領域１１７に配置されるパッド電極１０７の位置、及びボール振込装置４で振り込まれるべき位置に導電性ボールＳが無いパッド電極１０７の位置である。また、導電性ボールＳの過剰の検出としては、基板Ｗに導電性ボールＳが所定数以上振り込まれている場合や、導電性ボールＳが所定位置からずれて搭載されている場合であり、これを余剰ボールという。

【0069】

フラックス転写部６１は、検査部６０において検出されたフラックス印刷なし位置情報に基づき、フラックス転写ピン７６にフラックストレイ９０内のフラックスＦを付着させ、フラックスＦが印刷されていないパッド電極１０７にフラックスＦを転写する（ステップＳ７）。フラックス転写は、ステージ搬送機構６４によって、フラックス転写ピン７６と、フラックス転写対象位置との位置合わせをした後に行われる。フラックス転写工程は、必要な数だけ繰り返される。

【0070】

続いて、フラックス転写部６１においてフラックスＦが転写されたパッド電極１０７及びボール振込装置４においてボール搭載不足となっている位置に導電性ボールＳを搭載する。具体的には、ボール搭載部６２は、検査部６０において検出されたボール搭載不足位置情報に基づき、ボール搭載ノズル７７がボール供給トレイ９６から導電性ボールＳを吸着し、ボール搭載不足となっているパッド電極１０７に導電性ボールＳを搭載する（ステップＳ８）。ボール搭載は、ステージ搬送機構６４によって、ボール搭載ノズル７７と、ボール搭載対象位置との位置合わせをした後に行われる。ボール搭載工程は、必要な数だけ繰り返される。

【0071】

次いで、余剰ボールを除去する（ステップＳ９）。余剰ボール除去部６３は、検査部６０において検出された余剰ボールの位置情報に基づき、ボール除去ノズル７８で余剰ボールを吸着し、余剰ボール受トレイ１００に排出する。余剰ボール除去は、ステージ搬送機構６４によって、余剰ボール対象位置とボール除去ノズル７８との位置合わせをした後に行われる。余剰ボール除去工程は、必要な数だけ繰り返される。

【0072】

リペア装置５によって導電性ボールＳの搭載欠陥が是正された基板Ｗは、次の工程を担う装置、例えば、リフロー装置（図示は省略）に搬出される（ステップＳ１０）。リフロー装置を通った導電性ボールＳは、溶融し、いわゆるバンプとなる。図示は省略するが、基板Ｗは、ロボットアームによってリペア装置５から除材用ロードポートに排出するようにすることも可能である。

【0073】

ボール搭載装置１は、フラックス印刷装置３によって、フラックス印刷用開口部１３１の配列パターンの内側にフラックス印刷用開口部１３１が存在しない非開口領域１３２を有するフラックス印刷用マスク２６を使用してフラックスＦを基板Ｗのパッド電極１０７上に印刷する。また、ボール振込装置４は、フラックス印刷用マスク２６と同じ位置にボール振込用開口部１１６及び非開口領域１１７を有するボール振込用マスク４７を使用し、ボール振込用開口部１１６からフラックスＦが印刷されたパッド電極１０７上に導電性ボールＳを振り込む。

【0074】

ボール振込用マスク４７の非開口領域１１７には、基板Ｗに対面する裏面４７ａに柱状の突起部１１８を有している。このような突起部１１８を有することによって、ブラシスキージ１４１を使用して導電性ボールＳを基板Ｗ上に振り込むとき、ブラシスキージ１４１の押圧力によってボール振込用マスク４７が基板側に撓むことを防止することができる。そのことにより、ボール振込用マスク４７の裏面４７ａやボール振込用開口部１１６にパッド電極１０７に印刷されているフラックスＦが付着することがないため、付着したフラックスＦによってボール搭載欠陥が発生することを防止することが可能となる。

【0075】

ところで、従来のボール振込用マスク４７においては、導電性ボールＳが微小化し、高密度配列となる場合、ボール振込用開口部１１６を避けた位置に突起部１１８を設けることが困難である。しかし、ボール振込用マスク４７に非開口領域１１７を設け、この非開口領域１１７には、導電性ボールＳの配列密度に関係なく突起部１１８を設けることが可能となる。ただし、ボール振込装置４は、非開口領域１１７にボール振込ができないことになるが、リペア装置５によって、ボール振込用マスク４７の非開口領域１１７内に配置されているパッド電極１０７に、フラックスＦを転写し、導電性ボールＳを搭載することができる。

【0076】

以上説明したボール搭載装置１によれば、ボール搭載領域１０５が大きく、かつ、微小径の導電性ボールＳが高密度に配列されるパッド電極１０７の配列パターンを有する基板Ｗに、導電性ボールＳをボール搭載欠陥がなく搭載することが可能となる。

【0077】

ボール振込用マスク４７には、非開口領域１１７Ａ，１１７Ｂが配置され、隣り合う非開口領域１１７Ａ，１１７Ｂの間にボール振込用開口部１１６が配置される。そして、非開口領域１１７Ａ，１１７Ｂのそれぞれに突起部１１８Ａ，１１８Ｂが形成されている。ボール搭載領域１０５の面積がさらに大きくなり、それに伴いボール振込用マスク４７が大判化することがある。しかし、ボール振込用マスク４７のサイズに対応した非開口領域１１７を設け、それぞれの適切な位置に突起部１１８を設けることによって、ボール振込用マスク４７が大判化し、ボール搭載領域１０５の面積がさらに大きくなったとしても、ボール振込用マスク４７の撓みを防止することが可能となる。なお、ボール振込装置４では、非開口領域１１７Ａ，１１７Ｂには、導電性ボールＳを振り込むことができないため、ボール搭載欠陥となるが、リペア装置５によって、ボール搭載欠陥の是正を行うことになる。そこで、隣り合う非開口領域１１７の間にボール振込用開口部１１６を配置することによって、リペア工程によるボール搭載欠陥位置のフラックス転写回数及びボール搭載回数を減らすことが可能となる。

【0078】

フラックス印刷用マスク２６は、ボール振込用マスク４７の非開口領域１１７と同じ位置に配置される非開口領域１３２を有している。そして、隣り合う非開口領域１３２の間には、フラックス印刷用開口部１３１が配置されている。非開口領域１３２は、フラックス印刷装置３ではフラックスＦを基板Ｗに印刷することはないため、後工程のボール振込用マスク４７の突起部１１８にフラックスＦが付着することがなく、ボール搭載欠陥の発生を抑えることが可能となる。なお、非開口領域１３２には、フラックスＦを印刷することはできないため、フラックス印刷欠陥となるが、リペア装置５によって、フラックス印刷欠陥の是正を行うことになる。そこで、隣り合う非開口領域１３２の間にフラックス印刷用開口部１３１を配置することによって、リペア工程によるフラックス転写回数を減らすことが可能となる。

【0079】

また、突起部１１８の高さは、導電性ボールＳをボール振込用マスク４７に振り込んだときに、導電性ボールＳの最上部が、ボール振込用マスク４７の上面から突出しない高さとしている。このことによって、ブラシスキージ１４１で導電性ボールＳをボール振込用マスク４７に振り込むときに、導電性ボールＳをフラックスＦに適度に押えこみ、ブラシスキージ１４１で振り込まれた導電性ボールＳを掻き出されることを防止することが可能となる。

【0080】

ボール搭載装置１を使用するボール搭載方法においては、まず、基板Ｗに形成されたパッド電極１０７の配列パターンに対応したフラックス印刷用開口部１３１と、フラックス印刷用開口部１３１の配列パターンの内側に配置される非開口領域１３２と、を有するフラックス印刷用マスク２６を使用して、パッド電極１０７にフラックスＦを印刷する。次いで、ボール振込用開口部１１６、及びフラックス印刷用マスク２６の非開口領域１３２と同じ位置に配置される非開口領域１１７を有し、非開口領域１１７の基板Ｗに対面する裏面４７ａに形成される柱状の突起部１１８を有するボール振込用マスク４７を使用し、ボール振込用開口部１１６から導電性ボールＳを振り込む。そして、フラックス印刷欠陥及び導電性ボールＳの過不足を検出し、フラックス印刷欠陥及び導電性ボールＳの過不足を是正する。

【0081】

ボール振込用マスク４７の非開口領域１１７には、基板Ｗに対面する裏面４７ａに柱状の突起部１１８を有しているため、ブラシスキージ１４１によるボール振込の際の押圧力によってボール振込用マスク４７が基板Ｗ側に撓むことを防止することができる。そのことから、ボール振込用マスク４７の裏面４７ａやボール振込用開口部１１６に、予め基板Ｗに印刷されているフラックスＦが付着することがなく、付着したフラックスＦによるボール搭載欠陥の発生を防止することが可能となる。

【0082】

非開口領域１１７には、ボール振込装置４で導電性ボールＳのボール振込はできない。しかし、リペア工程によって、非開口領域１１７内のパッド電極１０７に、フラックスＦの転写及び導電性ボールＳの搭載を行うことができる。また、リペア装置５によって、ボール搭載装置１によって振り込まれた導電性ボールＳの過不足を是正することが可能である。

【0083】

以上説明したボール搭載方法によれば、ボール搭載領域１０５が大きく、かつ、微小径の導電性ボールＳが高密度に配列されるパッド電極１０７の配列パターンを有する基板Ｗに、導電性ボールＳをボール搭載欠陥がなく搭載することが可能となる。

【0084】

また、リペア工程では、まず、検査部６０で基板Ｗのフラックス印刷欠陥位置、及びボール搭載装置１による搭載された導電性ボールＳの過不足を検出する。次いで、フラックス転写部６１でフラックス印刷欠陥位置にフラックスＦを転写し、ボール搭載部６２で導電性ボールＳの搭載不足の位置に、導電性ボールＳを搭載する。そして、余剰ボール除去部６３で基板Ｗ上にある余剰ボールを除去する。このような工程により、ボール搭載欠陥がない基板Ｗを製造することが可能となる。

【符号の説明】

【0085】

１…ボール搭載装置、３…フラックス印刷装置、４…ボール振込装置、５…リペア装置、２０…フラックス印刷ユニット、２１，４１，７０…基板ステージ、２３…第１基板搬送ユニット、２６…フラックス印刷用マスク、４０…ボール振込ユニット、４７…ボール振込用マスク、４７ａ…裏面、６０…検査部、６１…フラックス転写部、６２…ボール搭載部、６３…余剰ボール除去部、６４…ステージ搬送機構、６６…主検査部、６７…ベリファイ用検査部、７６…フラックス転写ピン、７７…ボール搭載ノズル、７８…ボール除去ノズル、１０５，１０５Ａ～１０５Ｄ…ボール搭載領域、１０７…パッド電極、１１５，１１５Ａ～１１５Ｄ…ボール振込用開口領域、１１６…ボール振込用開口部、１１７，１１７Ａ，１１７Ｂ…非開口領域、１１８，１１８Ａ、１１８Ｂ…突起部、１３０Ａ～１３０Ｄ…フラックス印刷用開口領域、１３１…フラックス印刷用開口部、１３２，１３２Ａ，１３２Ｂ…非開口領域、１４０…フラックス印刷用スキージ、１４１…ブラシスキージ、Ｆ…フラックス、Ｓ…導電性ボール、Ｗ…基板、ＷＡ，ＷＢ…固片化された基板

【要約】

【課題】ボール搭載領域の面積が大きく、かつ、微小径の導電性ボールが高密度に配列されるパッド電極の配列パターンを有する基板に、導電性ボールをボール搭載欠陥がなく搭載することが可能なボール搭載装置及びボール搭載方法を提供すること。
【解決手段】フラックス印刷用開口部１３１の配列パターンの内側にフラックス印刷用開口部１３１が存在しない非開口領域１３２を有するフラックス印刷用マスク２６を使用してフラックスＦを基板Ｗに印刷する。フラックス印刷用マスク２６と同じ位置にボール振込用開口部１１６及び非開口領域１１７を有するボール振込用マスク４７を使用し、ボール振込用開口部１１６からフラックスＦが印刷されたパッド電極１０７上に導電性ボールＳを振り込む。ボール振込用マスク４７の非開口領域１１７には、基板Ｗに対面する裏面４７ａに柱状の突起部１１８を有している。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】