基板處理裝置、基板處理系統以及基板處理方法

基板處理裝置、基板處理系統以及基板處理方法
【專利摘要】本發明涉及基板處理裝置、基板處理系統以及基板處理方法，提供處理成本低廉的基板處理裝置等。基板處理裝置具備：第1掩模(211)，關于在俯視時具有多個區域(R1～R4)的基板(B)，設置了與所述區域內的各電極(Q)對應的多個孔(h1)；焊球填充單元，在第1掩模(211)的各孔(h1)中逐個地填充焊球；以及焊球搭載單元，具有設置了與所述區域內的各電極(Q)對應的多個孔(h2)的第2掩模(25)，針對每個所述區域，反復進行經由第2掩模(25)的各孔(h2)吸附利用所述焊球填充單元在第1掩模(211)的各孔(h1)中填充了的焊球、并將吸附了的焊球搭載到所述區域的各電極(Q)的處理。
【專利說明】
基板處理裝置、基板處理系統以及基板處理方法
技術領域
[0001]本發明涉及處理基板的基板處理裝置等。
【背景技術】
[0002]在計算機、移動電話、數字家電等中，安裝了BGA(Ball Grid Array，球柵陣列)、CSP(Chip Size Package，芯片尺寸封裝)這樣的表面安裝型的電子零件。在這樣的電子零件的背面，設置了大量半球狀地形成了的凸塊(突起狀的端子)。通過在電子零件的背面設置凸塊，使基板和電子零件的接點數大幅增加，實現電子零件的小型化/高密度化。
[0003]另外，與在電子零件的背面設置了的凸塊對應地，在安裝該電子零件的基板也形成了大量凸塊。作為在基板上形成凸塊的方法，已知例如球撒入法。球撒入法是經由設置于掩模的大量微小的孔將焊球撒入(落入、搭載)到基板的方法，具有能夠高精度地形成間距非常窄的凸塊這樣的優點。
[0004]例如，在專利文獻I中，記載了在基板的電極上經由掩模的各孔涂覆焊劑，在涂覆了焊劑的電極上，經由其他掩模的各孔搭載焊球的技術。
[0005]專利文獻I:日本特開2009-177015號公報

【發明內容】

[0006]在使用上述球撒入法的情況下，將面積比較大的基板(例如450mmX 600mm)切斷而分割為多個，在分割后的各基板上搭載焊球的情形較多。其原因為，如果基板的面積過大，則由于通過階段式曝光在基板上印刷電路圖案時的位置偏移、樹脂制的基板的收縮變形等，基板的各電極和掩模的各孔的位置偏移超過容許范圍。另外，隨著在基板上設置的凸塊的微小化、凸塊間的間距的狹小化的推進，容易引起這樣的位置偏移。
[0007]因此，一般地進行在將面積比較大的基板切斷、洗凈之后采用專利文獻I的技術來進行焊球的搭載等將該基板進一步切斷、洗凈而安裝電子零件這樣的處理。即，在專利文獻I記載的技術中，至少進行2次基板的切斷、洗凈，所以存在在一系列處理中所需的成本變高這樣的問題。期望解決上述位置偏移的問題，將切斷、洗凈的工序省略I次，降低基板的處理成本。
[0008]因此，本發明的課題在于提供一種處理成本低廉的基板處理裝置等。
[0009]為了解決所述課題，本發明提供一種基板處理裝置，其特征在于，具備:第I掩模，關于在俯視時具有多個區域的基板，設置了與所述區域內的各電極對應的多個孔;焊球填充單元，在所述第I掩模的各孔中逐個地填充焊球；以及焊球搭載單元，具有設置了與所述區域內的各電極對應的多個孔的第2掩模，針對每個所述區域，反復進行經由所述第2掩模的各孔吸附利用所述焊球填充單元在所述第I掩模的各孔中填充了的焊球、并將吸附了的焊球搭載到所述區域的各電極的處理。
[0010]根據本發明，能夠提供處理成本低廉的基板處理裝置等。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的第I實施方式的基板處理系統的說明圖。
[0012]圖2是基板的不意性的俯視圖。
[0013]圖3是焊劑印刷裝置的縱剖面圖。
[0014]圖4是基板處理裝置的立體圖。
[0015]圖5是焊球填充部件的縱剖面圖。
[0016]圖6(a)是狹縫狀體的展開圖，圖6(b)是(a)所示的范圍K的部分放大圖。
[0017]圖7是與基板處理裝置具備的控制裝置有關的功能框圖。
[0018]圖8是與在第I掩模的各孔中填充焊球的處理有關的流程圖。
[0019]圖9(a)是示出在第I掩模的各孔中填充了焊球的狀態的說明圖，圖9(b)是示出經由第2掩模的各孔吸附了焊球的狀態的說明圖，圖9(c)是示出在基板上在一個區域的各電極處搭載了焊球的狀態的說明圖。
[0020]圖10是示出基板處理裝置的動作的流程的說明圖。
[0021]圖11是與在基板的各電極處搭載焊球的處理有關的流程圖。
[0022]圖12是與檢查處理以及修補處理有關的流程圖。
[0023]圖13是與本發明的第2實施方式的基板處理系統有關的剖面圖，(a)是包括第2掩模以及第4掩模的示意性的剖面圖，(b)是包括第I掩模以及第3掩模的示意性的剖面圖。
[0024]圖14是與基板處理裝置具備的控制裝置有關的功能框圖。
[0025]圖15是與在基板的各電極處搭載焊球的處理有關的流程圖。
[0026]圖16(a)是示出在第I掩模的各孔中填充了焊球的狀態的說明圖，圖16(b)是示出通過第3掩模將焊球往上推了的狀態的說明圖，圖16(c)是示出搭載頭移動到成為對象的區域的正上方的狀態的說明圖，圖16(d)是示出在基板上在一個區域的各電極處搭載了焊球的狀態的說明圖。
[0027]圖17是本發明的變形例的基板處理系統具備的焊球填充部件的縱剖面圖。
[0028]符號說明
[0029]S:基板處理系統；1:焊劑印刷裝置(焊劑涂覆單元)；2:基板處理裝置;21、22、21A、22A、21B、22B:焊球填充部件;211、2114:第1掩模;215、2158:焊球填充單元;215(3:狹縫狀體;24:移動機構(焊球搭載單元)；25、25A:第2掩模(焊球搭載單元)；26:搭載頭(焊球搭載單元)；27:照相機(攝像單元)；29:修補噴嘴(修補單元)；30、30A:控制裝置;32、32A:填充控制部(焊球填充單元)；33、33A:搭載控制部(焊球搭載單元)；34:檢查部(檢查單元)；35:修補控制部(修補單元)；41:第3掩模移動用馬達(第3掩模移動單元)；42:第4掩模移動用馬達(第4掩模移動單元)；a3:第3掩模的凸部;a4:第4掩模的凸部;B:基板;h1:第I掩模的孔;h2:第2掩模的孔;13:第3掩模;14:第4掩模;1?1、1?2、1?、1?4:區域;1':狹縫;0:電極。
【具體實施方式】
[0030]《第I實施方式》
[0031]〈基板處理系統的結構〉
[0032]圖1是第I實施方式的基板處理系統S的說明圖。另外，圖1所示的箭頭表示輸送基板B的方向。另外，如圖1所示地定義x、y、z方向。
[0033]基板處理系統S是對基板B的各電極Q(參照圖2)涂覆焊劑，進而搭載焊球而形成凸塊(突起狀的端子)的系統。
[0034]基板處理系統S具備焊劑印刷裝置I和基板處理裝置2。
[0035]如圖1所示，朝向下游側地依次配置焊劑印刷裝置I以及基板處理裝置2，通過輸送體P依次輸送基板B。另外，板狀的輸送體P能夠在X方向上移動，在其下表面吸附了基板B之后，在X方向的規定位置解除該吸附。
[0036]此處，在說明基板處理系統S的結構之前，簡單地說明作為其處理對象的基板B。
[0037]圖2是基板B的示意性的俯視圖。基板B是安裝電子零件(未圖示)的板狀體，在俯視時具有四個區域Rl?R4。在相互鄰接的矩形形狀的區域Rl?R4中，分別設置了電極Q密集分布而成的多個電極群(未圖示)。另外，區域Rl?R4中的電極Q的陣列大致相同。
[0038]詳細情況后述，在區域Rl?R4中，分別通過搭載頭26(參照圖4)單獨地搭載焊球。
[0039]圖2所示的區域Rl?R4被設定成即使在樹脂制的基板B收縮變形了的情況下，焊球和電極Q的位置偏移也收斂在規定的容許范圍內。
[0040]另外，在基板B上，對規定的電路圖案進行階段式曝光印刷。另外，區域Rl?R4分別被設定成包含于每一次的曝光范圍內。由此，即使當在進行階段式的曝光印刷時在各曝光范圍之間產生了位置偏移的情況下，也不會在多個曝光范圍內一并地搭載焊球，所以能夠抑制電極Q和焊球的位置偏移。
[0041](焊劑印刷裝置)
[0042]焊劑印刷裝置I是經由形成于焊劑涂覆用的掩模11的多個孔(未圖示)而對在該掩模11的下方配置了的基板B的各電極Q(參照圖2)涂覆焊劑的裝置。所述“焊劑”是用于通過其粘性使焊球附著到基板B或者防止焊球熔融時氧化等的液體。
[0043]圖3是焊劑印刷裝置I的縱剖面圖。
[0044]焊劑印刷裝置I具備掩模11、版框12、照相機13、印刷平臺14以及涂刷器頭15。掩模11是形成有與基板B的各電極Q對應的大量孔的金屬掩模，與xy平面(水平面)平行地配置。
[0045]版框12是用于固定掩模11的四邊框狀的框體，設置于掩模11的邊緣部。另外，在圖2所示的例子中，版框12的z方向的位置被固定。
[0046]照相機13是對自身的上方以及下方進行攝像的2視場照相機，能夠在x、y方向上移動。照相機13對在掩模11的下表面印刷了的對位標志(兩處以上:未圖示)和在基板B的上表面印刷了的對位標志(兩處以上:未圖示)分別進行攝像，將其攝像結果輸出到印刷平臺14的控制裝置(未圖示)。
[0047]印刷平臺14是在x、y方向以及Θ方向(xy平面上的旋轉方向)上調整基板B的位置、進而通過升降機構14a調整基板B和掩模11的z方向的距離的裝置。印刷平臺14根據照相機
13的攝像結果，以使掩模11的各孔的位置和基板B的各電極Q(參照圖2)的位置在俯視時一致的方式，調整基板B的位置。
[0048]另外，當在基板B上涂覆焊劑時，在照相機13避開了的狀態下印刷平臺14上升，使基板B接近掩模11(使兩者間的距離成為規定的網板空隙(screen gap))。
[0049]涂刷器頭15經由掩模11的各孔對基板B的各電極Q(參照圖2)涂覆焊劑，具備刮刷器15a和涂刷器15b。在基板B上涂覆焊劑時，為了在基板B上涂抹焊劑，涂刷器頭15在X方向上往返。
[0050]具體而言，在使刮刷器15a下降之后，使刮刷器15a在抵接于掩模11的上表面的同時向紙面左側移動。之后，使刮刷器15a上升而使涂刷器15b下降，使該涂刷器15b向紙面右側移動。這樣，根據涂刷器頭15移動的方向，交替使用刮刷器15a以及涂刷器15b。
[0051 ](基板處理裝置)
[0052]圖1所示的基板處理裝置2是在涂覆了焊劑的基板B的各電極Q(參照圖2)處搭載焊球的裝置。另外，基板處理裝置2還具有檢查是否在基板B的各電極Q處適當地搭載了焊球、并且在未適當地搭載焊球的電極處重新搭載焊球的功能。
[0053]圖4是基板處理裝置2的立體圖。基板處理裝置2具備焊球填充部件21、22、載置臺23、移動機構24、第2掩模25、搭載頭26、照相機27、28、修補噴嘴29以及控制裝置30(參照圖7)。
[0054]焊球填充部件21經由在第I掩模211處設置了的多個孔hl(參照圖5)而填充焊球(使焊球整列)。
[0055]圖5是焊球填充部件21的縱剖面圖。
[0056]焊球填充部件21具備第I掩模211、版框212、填充臺213、空氣壓調整器214(參照圖7)以及焊球填充單元215。
[0057]第I掩模211是設置了與基板B中的一個區域(區域Rl?R4中的任意一個，參照圖4)的各電極Q對應的大量孔hi的掩模。即，在第I掩模211的區域Ul(圖4所示的單點劃線的框內)設置了的各孔hi的陣列與區域Rl?R4中的任意一個區域中的各電極Q的陣列相同。
[0058]圖5所示的版框212是將第I掩模211固定到填充臺213的框體，設置于第I掩模211的邊緣部(在圖4中省略圖示)。填充臺213是載置第I掩模211的臺。填充臺213具有與第I掩模211的各孔hI連通的連通路徑DI。
[0059]空氣壓調整器214(參照圖7)依照來自后述填充控制部32的指令而產生負壓或者解除該負壓。當在第I掩模211的各孔hi中填充焊球時，通過空氣壓調整器214產生負壓。
[0060]圖5所示的焊球填充單元215在第I掩模211的各孔hi中逐個地填充焊球。焊球填充單元215具備焊球供給部215a、安裝框215b、狹縫狀體215c、勵振機215d以及馬達215e(在圖4中僅圖示安裝框215b以及狹縫狀體215c)。
[0061]焊球供給部215a朝向狹縫狀體215c供給適量的焊球。在供給焊球時，以使其開口H面對狹縫狀體215c的方式，以旋轉軸G為中心使焊球供給部215a旋轉。由此，經由開口 H，焊球落下，對狹縫狀體215 c供給焊球。
[0062]安裝框215b是安裝狹縫狀體215c的框體，呈在y方向上細長的四邊框狀(參照圖4)。狹縫狀體215c具有焊球能夠移動的大量狹縫T(參照圖6(b))，被配置成在相對于第I掩模211凸狀地彎曲的狀態下，與該第I掩模211相接。
[0063]圖6(a)是狹縫狀體215c的展開圖。狹縫狀體215c具備平行地延伸的一對安裝部Cl和相對于安裝部Cl具有規定角度的大量線狀體c2。當在安裝框215b(參照圖5)處使安裝部cl、cl分別抵接于在X方向上對置的一對內壁面的狀態下，狹縫狀體215c固定于該安裝框215bo
[0064]圖6(b)是圖6(a)所示的范圍K的部分放大圖。
[0065]設置于狹縫狀體215c的狹縫T是相鄰的線狀體c2之間的間隙。另外，相鄰的線狀體c2的距離L既可以在焊球的直徑以上，另外，如果在由于勵振機215d引起的振動而狹縫T變寬了時焊球能夠移動，則也可以小于焊球的直徑。
[0066]另外，狹縫狀體215c被形成為安裝部Cl和線狀體c2所成的角成為規定角度θ(0〈θ〈45°)。其原因為，在通過后述勵振機215d(參照圖5)而狹縫狀體215c在X方向上振動時，使焊球轉動/分散。
[0067]圖5所示的勵振機215d如上所述，使狹縫狀體215c在X方向上振動，并且設置于安裝框215b ο如果通過勵振機215d使狹縫狀體215c在X方向上振動，則在狹縫狀體215c的內側或者外側存在的焊球通過與線狀體c2的接觸而轉動。由此，能夠使焊球分散，在第I掩模211的各孔h I (參照圖5)中逐個地填充焊球。
[0068]馬達215e是用于使狹縫狀體215c等在X方向上移動的驅動源。如果通過馬達215e使滾珠螺桿軸(未圖示)旋轉，則焊球供給部215a、安裝框215b、狹縫狀體215c以及勵振機215d—體地在X方向上移動。如上所述，與第I掩模211接觸的狹縫狀體215c在振動的同時在X方向上移動，從而經由狹縫T(參照圖6(b))落下了的焊球被填充到第I掩模211的各孔hi。
[0069]另外，雖然在圖5中省略圖示，但設置了在結束焊球的填充之后將在掩模11上殘留的焊球去除而進行清掃的清掃器。
[0070]圖4所示的焊球填充部件22具備與上述焊球填充部件21同樣的結構。這樣設置兩個焊球填充部件21、22的原因在于，每次填充焊球所需的時間比每次搭載到基板B的各電極Q所需的時間更長。
[0071]圖4所示的載置臺23是搭載基板B的臺。在圖4所示的例子中，通過輸送體P向紙面右側輸送基板B，并搭載到載置臺23。
[0072]移動機構24使后述搭載頭26在x、y、z方向以及Θ方向(x、y平面上的旋轉方向)上移動。在圖4所示的例子中，移動機構24構成為包括一對支撐體241a、241b、機架242、板狀體243、被設置體244以及馬達245、246。
[0073]機架241能夠沿著設置于一對支撐體241a、241b的軌道E1、E1在y方向上移動。板狀體243能夠沿著設置于機架241的軌道E2、E2在X方向上移動。被設置體244能夠沿著設置于板狀體243的軌道E3、E3在z方向上移動。馬達245是使被設置體244在z方向上移動的驅動源。馬達246是相對于被設置體244使搭載頭26在Θ方向上旋轉的驅動源。
[0074]這些馬達245、246依照來自后述搭載控制部33(參照圖7)的指令而進行驅動。另夕卜，關于使機架241在y方向上移動的馬達以及使板狀體243在X方向上移動的馬達，省略了圖示。另外，圖4所示的移動機構24是一個例子，只要能夠使搭載頭26在x、y、z、0方向上移動，則也可以是其他結構。
[0075]第2掩模25是設置了與基板B中的一個區域(區域Rl?R4中的任意的一個)的各電極Q對應的大量孔h2(參照圖9(a))的掩模，設置于搭載頭26的下表面。
[0076]搭載頭26經由第2掩模25的各孔h2(參照圖9(a))吸附焊球，并將吸附了的焊球搭載到基板B的各電極Q。搭載頭26具備與第2掩模25的各孔h2連通的連通路徑D2(參照圖9
(a))和經由該連通路徑D2產生/解除負壓的空氣壓調整器261(參照圖7)。
[0077]照相機27具有在進行第I掩模211和第2掩模25的對位時(參照圖9(a))對印刷于第I掩模211的對位標志(未圖示)進行攝像的功能，能夠在X、y方向上移動。
[0078]另外，照相機27還具有在進行第2掩模25和基板B的區域Rl?R4中的某一個的對位時(參照圖9(c))對在作為對象的區域中印刷了的對位標志進行攝像的功能。
[0079]進而，照相機27具有在檢查是否在基板B的各電極Q處適當地搭載了焊球時對基板B進行攝像而取得圖像信息的功能。
[0080]照相機28當在與此前不同的電路圖案的基板B上搭載焊球的情況(即更換了第I掩模211、221以及第2掩模25的情況)下，為了校正在存儲部31 (參照圖7)中儲存的坐標系，對印刷于第2掩模25的對位標志進行攝像。
[0081]修補噴嘴29依照來自后述修補控制部35(參照圖7)的指令，針對每個電極Q進行焊球的去除、再搭載，能夠在X、y、z方向上移動。
[0082]圖7是與基板處理裝置2具備的控制裝置30有關的功能框圖。
[0083]控制裝置30進行與焊球的填充/搭載有關的處理、是否適當地填充了焊球的檢查處理以及基于檢查處理的結果的修補處理。雖然未圖示，控制裝置30構成為包括CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、R0M(Read Only Memory，只讀存儲器)、RAM(Random Access Memory，隨機存取存儲器)、各種接口等電子電路。另外，將在ROM中存儲的程序讀出并在RAM中展開，CPU執行各種處理。
[0084]如圖7所示，控制裝置30具備存儲部31、填充控制部32、搭載控制部33、檢查部34以及修補控制部35。
[0085]存儲部31例如是半導體存儲裝置。在存儲部31中，儲存照相機27、28的攝像結果、基于檢查部34的檢查處理的結果、基于修補控制部35的修補處理的結果等。
[0086]填充控制部32具有通過空氣壓調整器214使負壓產生/解除、通過勵振機215d使狹縫狀體215c (參照圖5)勵振、通過馬達215e移動狹縫狀體215c等功能。
[0087]搭載控制部33具有通過空氣壓調整器261使負壓產生/解除、通過移動機構24移動搭載頭26等功能。
[0088]檢查部34具有根據通過照相機27取得的圖像信息來通過例如模式匹配檢查是否在基板B的各電極Q處適當地搭載了焊球的功能。
[0089]修補控制部35具有調整修補噴嘴29的位置等以便在被檢查部34判定為焊球的搭載不適當的電極處重新搭載焊球的功能。
[0090]〈基板處理系統的動作〉
[0091]圖8是與在第I掩模211的各孔hi中填充焊球的處理有關的流程圖。
[0092]在步驟S101中，控制裝置30通過空氣壓調整器214 (參照圖7 )，經由填充臺213的連通路徑Dl使負壓產生。另外，也可以在剛剛填充后述焊球之后，開始負壓的產生。
[0093]在步驟S102中，控制裝置30通過焊球填充單元215(參照圖5)，在第I掩模211的各孔hi中逐個地填充焊球。即，控制裝置30在通過勵振機215d(參照圖5)使狹縫狀體215c振動的同時，使該狹縫狀體215c在X方向上移動。
[0094]圖9(a)是示出在第I掩模211的各孔hi中填充了焊球的狀態的說明圖。在掩模211的各孔hi中逐個地填充了的焊球經由連通路徑Dl被吸引(S101、S102)。另一方面，在基板B的各電極Q處涂覆了焊劑，但在區域Rl?R4中的任意一個區域中都未搭載焊球。
[0095]在圖8的步驟S103中，控制裝置30判定搭載頭26是否接近第I掩模211。在搭載頭26未接近第I掩模211的情況下(S103:“否”)，控制裝置30反復進行步驟S103的處理。另一方面，在搭載頭26接近第I掩模211的情況下(S103:“是”)，控制裝置30的處理進入到步驟S104o
[0096]在步驟S104中，控制裝置30解除通過空氣壓調整器214產生了的負壓。另外，也可以不進行所述負壓的解除，而是經由連通路徑Dl施加將焊球往上推的正壓。
[0097]在步驟S105中，控制裝置30判定吸附了焊球的搭載頭26是否從第I掩模211離開。在搭載頭26未從第I掩模211離開的情況下(S105:“否”)，控制裝置30反復進行步驟S105的處理。另一方面，在搭載頭26從第I掩模211離開的情況下(S105:“是”)，控制裝置30的處理返回到“開始”(返回)。
[0098]這樣，控制裝置30針對基板B的各區域分別反復進行在第I掩模211處填充焊球的處理。另外，在第I掩模211的各孔hi中逐個地填充焊球的“焊球填充處理”中，包括步驟SlOl?S105的處理。
[0099]接下來，說明兩個焊球填充部件21、22(參照圖4)開始焊球的填充的定時。
[0100]圖10是示出基板處理裝置2的動作的流程的說明圖。
[0101 ]圖10的橫軸是從搭載頭26開始朝向第I掩模211移動起的經過時間(I刻度:0.5秒)。在上側的范圍NI中，示出了直至通過一個焊球填充部件21(參照圖4)在第I掩模211的各孔hi中填充焊球、進而將焊球搭載到基板B為止的一系列流程。在下側的范圍N2中，示出了直至通過另一個焊球填充部件22(參照圖4)在第I掩模221的各孔hi中填充焊球、進而將焊球搭載到基板B為止的一系列流程。
[0102]在圖10所示的例子中，搭載頭26移動至第I掩模211的正上方(O?I秒)，搭載頭26吸附焊球(I秒?2.5秒)，進而搭載頭26上升(2.5秒?3.5秒)，之后，開始焊球的填充(S105:“是”、“返回”、S101、S102)。
[0103]另外，在圖10所示的例子中，如果包括搭載頭26處于第I掩模211附近時的等待時間(3.5秒鐘)，則在焊球的填充中需要16秒鐘(范圍N1:0秒?16秒)。同樣地，即使在通過焊球填充部件22進行焊球的填充的情況下，也需要16秒鐘(范圍N2:8秒?24秒)。
[0104]詳細情況后述，在搭載頭26靠向第I掩模211之后在基板B的各電極Q處搭載焊球的動作用例如O秒?8秒的8秒鐘就能完成。即，焊球的每一次的搭載時間是每一次的填充時間的一半即可。
[0105]因此，在本實施方式中，焊球填充部件21、22使定時錯開8秒量地開始焊球的填充，從第I掩模211、221(參照圖4)中的完成了填充的一個掩模通過搭載頭26吸附焊球。由此，能夠消除進行焊球的填充/搭載時的等待時間，在每單位時間內處理大量基板B。
[0106]圖11是與在基板B的各電極Q處搭載焊球的處理有關的流程圖。
[0107]在步驟S201中，控制裝置30判定是否通過焊球填充部件21、22中的某一個填充了焊球(即焊球的填充完成)。在焊球填充部件21、22都處于填充焊球過程中的情況下(S201:“否”)，控制裝置30反復進行步驟S201的處理。另一方面，在通過焊球填充部件21、22中的某一個填充了焊球的情況下(S201: “是”)，控制裝置30的處理進入到步驟S202。
[0108]在步驟S202中，控制裝置30通過移動機構24(參照圖4)，使搭載頭26移動至第I掩模211的正上方(圖9 (a )、圖1O的O秒?I秒)。即，控制裝置30以使第I掩模211的各孔h I的位置和第2掩模25的各孔h2的位置在俯視時一致的方式，使搭載頭26移動。
[0109]在步驟S203中，控制裝置30通過空氣壓調整器261(參照圖7)產生負壓，經由第2掩模25的各孔h2吸附焊球(圖10的I秒?2.5秒)。
[0110]在步驟S204中，控制裝置30通過移動機構24(參照圖4)使搭載頭26移動至作為基板B的對象的區域(區域Rl?R4的某一個)的正上方。即，控制裝置30在使搭載頭26上升之后(圖10的2.5秒?3.5秒)，根據照相機27的攝像結果，進行基板B的對位標志的識別以及搭載頭26的移動(圖10的3.5秒?5秒)。
[0111]圖9(b)是示出在第2掩模25的各孔h2上吸附了焊球的狀態的說明圖。控制裝置30在維持在第2掩模25的各孔h2中吸附了焊球的狀態的同時，以使作為對象的區域的各電極Q的位置和第2掩模25的各孔h2的位置在俯視時一致的方式使搭載頭26移動。
[0112]在圖11的步驟S205中，控制裝置30在基板B的各電極Q處搭載焊球。即，控制裝置30解除基于空氣壓調整器261的負壓，在基板B的各電極Q處搭載焊球。另外，也可以在搭載焊球時，經由連通路徑D2以及第2掩模25的各孔h2施加將焊球朝向基板B往下壓的正壓。
[0113]圖9(c)是示出在基板B上在一個區域的各電極Q處搭載了焊球的狀態的說明圖。在圖9(c)所示的例子中，存在未搭載焊球的區域(紙面右側的區域)
[0114]在圖11的步驟S206中，控制裝置30判定在基板B上是否存在未搭載焊球的區域。在存在未搭載焊球的區域的情況下(S206:“是”)，控制裝置30的處理返回到步驟S201。另一方面，在基板B的區域Rl?R4的全部區域中搭載了焊球的情況下(S206:“否”)，控制裝置30結束處理(“結束”)。
[0115]另外，在針對每個區域反復進行在基板B的各電極Q處搭載焊球的處理的“焊球搭載處理”中，包括步驟S201?S206的處理。
[0116]圖12是與檢查處理以及修補處理有關的流程圖。
[0117]另外，設為在圖12所示的“開始”的時間點下，在基板B的區域Rl?R4的全部區域中搭載了焊球。
[0118]在步驟S301中，控制裝置30通過檢查部34(參照圖7)執行檢查處理。即，控制裝置30通過例如模式匹配，檢查是否在基板B的各電極Q處適當地搭載了焊球。然后，控制裝置30將檢查處理的結果儲存到存儲部31。
[0119]在步驟S302中，控制裝置30從存儲部31讀出檢查處理的結果，判定是否存在焊球的搭載不適當的電極。在不存在焊球的搭載不適當的電極的情況下(S302:“否”)，控制裝置30結束處理(“結束”)。另一方面，在存在焊球的搭載不適當的電極的情況下(S302: “是”)，控制裝置30的處理進入到步驟S303。
[0120]在步驟S303中，控制裝置30通過修補控制部35(參照圖7)執行修補處理。例如，控制裝置30在焊球的搭載位置從基板B的電極偏移或者在一個電極處搭載了多個焊球的情況下，從該電極去除焊球。然后，控制裝置30在該電極處搭載帶焊劑的新的焊球。另外，在存在未搭載焊球的電極的情況下，控制裝置30在該電極處搭載帶焊劑的新的焊球。
[0121]在步驟S304中，控制裝置30判定是否還存在焊球的搭載不適當的電極。在還存在焊球的搭載不適當的電極的情況下(S304:“是”)，控制裝置30的處理返回到步驟S303。另一方面，在不存在焊球的搭載不適當的電極的情況下(S304: “否”)，控制裝置30結束處理(“結束”)。
[0122]〈效果〉
[0123]根據本實施方式，在基板B的區域Rl?R4(參照圖2)中單獨地搭載焊球，所以即使在基板B的面積比較大的情況下，也能夠將與基板B的收縮變形等相伴的位置偏移抑制于容許范圍內。
[0124]另外，在基板上搭載設置有大量孔的掩模(未圖示)而一并搭載焊球的現有方法中，為了將掩模的各孔和基板的各電極的位置偏移抑制于容許范圍內，在將面積比較大的基板切斷、洗凈之后，針對各個基板進行焊球的搭載等。
[0125]相對于此，在本實施方式中，關于面積比較大的一張基板B，在其區域Rl?R4中單獨地搭載焊球，所以能夠省略進行焊球的搭載等之前的基板B的切斷、洗凈。因此，根據本實施方式，相比以往能夠更大幅地降低一系列處理所需的成本。
[0126]另外，通過使配置成與第I掩模211相接的狹縫狀體215c(參照圖5)振動，如上所述，能夠使焊球分散，在基板B的各電極Q處逐個地搭載焊球。因此，能夠縮短修補處理(S303:參照圖12)所需的時間，進而能夠在每單位時間內處理大量的基板B。
[0127]另外，基板處理裝置2構成為除了焊球的填充/搭載以外，還進行之后的檢查處理以及修補處理。因此，相比于獨立地設置檢查/修補裝置(未圖示)的情況，能夠降低基板處理裝置2的制造成本，并且，能夠減小包括焊劑印刷裝置I的各裝置整體的寬度。
[0128]《第2實施方式》
[0129]在第2實施方式中，設置在第2掩模25A(參照圖13(a))的上側配置的第4掩模M4和在第I掩模211A(參照圖13(b))的下側配置的第3掩模M3，在這一點上與第I實施方式不同。另外，關于其他方面(焊劑印刷裝置1、移動機構24、照相機27、28、修補噴嘴29等:參照圖1、圖4)，與第I實施方式相同。因此，說明與第I實施方式不同的部分，關于重復的部分省略說明。
[0130]圖13(a)是包括第2掩模25A以及第4掩模M4的示意性的剖面圖。第2掩模25A具備設置有大量孔hi的掩模部25a和從該掩模部25a的邊緣部向上方延伸的滑接部25b。滑接部25b與搭載頭26的周壁面滑接。
[0131]第4掩模M4具有與基板B的一個區域(區域Rl?R4的任意的一個:參照圖2)的各電極Q對應的凸部a4，并且固定于搭載頭26ο各個凸部a4向下方突出，面對第2掩模25A的各孔h2。即，以在上下方向上使凸部a4和孔h2重疊的方式，將第4掩模M4配置于第2掩模25A的上側。
[0132]如上所述，滑接部25b與搭載頭26的周壁面滑接，所以第2掩模25A與第4掩模M4之間的空間成為大致密閉的狀態。另外，雖然在圖13(a)中省略了圖示，在第4掩模M4中設置了多個孔，經由搭載頭26的連通路徑D2而負壓/正壓發揮作用。
[0133]圖13(b)是包括第I掩模211A以及第3掩模M3的示意性的剖面圖。第I掩模211A具備設置有大量孔hi的掩模部21 Ia和從該掩模部21 Ia的邊緣部向下方延伸的滑接部21 lb。滑接部211b與填充臺213的周壁面滑接。
[0134]第3掩模M3具有與基板B的一個區域(區域Rl?R4的任意的一個:參照圖2)的各電極Q對應的大量凸部a3，并且固定于填充臺213。各個凸部a3向上方突出，面對第I掩模211A的各孔hi。即，以在上下方向上使凸部a3和孔hi重疊的方式，第3掩模M3配置于第I掩模211A的下側。
[0135]如上所述，滑接部211b與填充臺213的周壁面滑接，所以第I掩模211A與第3掩模M3之間的空間成為大致密閉的狀態。另外，雖然在圖13(b)中省略了圖示，在第3掩模M3中設置多個孔，經由填充臺213的連通路徑Dl而負壓/正壓發揮作用。
[0136]另外，另一個焊球填充部件22A(未圖示)也具備與圖13(b)所示的焊球填充部件21A同樣的結構。
[0137]圖14是與基板處理裝置2具備的控制裝置30A有關的功能框圖。
[0138]圖14所示的第3掩模移動用馬達41是使用例如滾珠螺桿軸使第I掩模211A(參照圖13(b))和第3掩模M3接近/離開的驅動源。第4掩模移動用馬達42是使用例如滾珠螺桿軸使第2掩模25A(參照圖13(a))和第4掩模M4接近/離開的驅動源。
[0139]填充控制部32A具有在第I掩模211A(參照圖13(b))的各孔hi中填充焊球時通過第3掩模移動用馬達41使第3掩模M3從第I掩模21IA離開的功能。
[0140]搭載控制部33A具有在經由第2掩模25A(參照圖13(a))的各孔h2產生負壓(吸附焊球)時，通過第3掩模移動用馬達41使第3掩模M3接近第I掩模211A，并且通過第4掩模移動用馬達42使第4掩模M4從第2掩模25A離開的功能。
[0141]另外，搭載控制部33A還具有在將經由第2掩模25A的孔h2吸附了的焊球搭載到基板B的各電極Q時，通過第4掩模移動用馬達42使第4掩模M4接近第2掩模25A的功能。
[0142]圖15是與在基板B的各電極Q處搭載焊球的處理有關的流程圖。另外，對與在第I實施方式中說明了的圖11的流程圖重復的部分，附加了同一步驟編號。
[0143]在步驟S202中，控制裝置30A使搭載頭26移動至第I掩模211A的正上方。此時，如圖16(a)所示，經由連通路徑Dl而負壓發揮作用，所以在第I掩模211A的各孔hi中填充了的焊球被吸引到下方。
[0144]在步驟S203a中，控制裝置30A通過第3掩模移動用馬達41使第3掩模M3上升，通過凸部a3將焊球往上推。另外，控制裝置30A經由連通路徑D2使負壓發揮作用，經由第2掩模25A的各孔h2吸附焊球。另外，在進行步驟S203a的處理之前，經由填充臺213的連通路徑Dl起作用了的負壓被解除。
[0145]如圖16(b)所示，通過利用凸部a3將焊球往上推，在第I掩模211A的各孔hi中填充了的焊球容易被搭載頭26吸附。因此，能夠防止焊球在第I掩模211A的孔hi中殘留。
[0146]在步驟S204中，控制裝置30A使搭載頭26移動至作為對象的區域的正上方。即，如圖16(c)所示，控制裝置30A在經由連通路徑D2使負壓發揮作用的同時，使搭載頭26移動至基板B的規定的區域的正上方。
[0147]在步驟S205a中，控制裝置30A通過第4掩模移動用馬達42使第4掩模M4下降，通過凸部a4將焊球往下壓。如圖16(d)所示，通過利用凸部a4將焊球往下壓，在第2掩模25A的各孔h2中吸附了的焊球容易被搭載到基板B的各電極Q。另外，控制裝置30A經由連通路徑D2使將焊球往下壓的正壓發揮作用，在基板B的規定的區域中搭載焊球。
[0148]控制裝置30A針對基板B的各區域分別反復進行焊球的搭載(S206:“是”、“返回”)。
[0149]〈效果〉
[0150]根據本實施方式，控制裝置30A在經由第2掩模25A的各孔h2吸附焊球時，通過第3掩模M3的凸部a3將焊球往上推(S203a)。另外，控制裝置30A當在基板B的各電極Q處搭載焊球時，通過第4掩模M4的凸部a4將焊球往下壓(S205a)。由此，能夠防止焊球在第I掩模211A的孔hi中殘留或者焊球在第2掩模25A的孔h2中殘留。其結果，在檢查處理中被判定為“無焊球”的電極幾乎沒有，所以能夠縮短修補處理所需的時間，進而能夠在每單位時間內處理大量的基板B。
[0151]《變形例》
[0152]以上，說明了本發明的基板處理系統S，但本發明不限于各實施方式，能夠在不脫離其主旨的范圍內適當地變更。
[0153]例如，在各實施方式中，說明了焊球填充單元215(參照圖5)具備一個狹縫狀體215c (參照圖5、圖6)的情況，但不限于此。
[0154]圖17是本發明的變形例的基板處理系統S具備的焊球填充部件21B的縱剖面圖。以下，說明焊球填充部件21B具備的焊球填充單元215B，關于其他結構省略說明。
[0155]焊球填充單元215B具備旋轉體215f、八塊狹縫狀體215c以及罩215g。
[0156]旋轉體215f在剖視圖中呈正多邊形形狀(在圖17中，正八邊形形狀)，以在y方向上延伸的旋轉軸yl為中心旋轉。狹縫狀體215c分別是與在第I實施方式(參照圖5、圖6)中說明了的結構同樣的結構，在剖視圖中在旋轉體215f的各邊各設置了一個。另外，旋轉體215f的旋轉軸y I的高度被設定成使得八塊狹縫狀體215c中的一個(位于最下側)與第I掩模211相接。
[0157]罩215g收容旋轉體215f以及狹縫狀體215c。在罩215g的下端附近，設置了用于向罩215g內吹入空氣的開口h3。由此，能夠防止焊球在第I掩模211上殘留。具備上述旋轉體215匕狹縫狀體215(:以及罩2158的焊球填充單元2158當在第1掩模211的各孔中填充焊球時，在X方向上移動。
[0158]在狹縫狀體215c處設置了大量狹縫T(參照圖6(b))，所以通過旋轉體215f的旋轉而罩215g內的焊球分散，在第I掩模211的各孔hi中各填充一個分散了的焊球。
[0159]另外，在各實施方式中，說明了基板B具有四個區域Rl?R4(參照圖2)、在區域Rl?R4的各區域中依次搭載焊球的情況，但不限于此。即，根據焊球的直徑、基板B的面積、凸塊(即基板B的電極Q)之間的間距等適當地設定區域的數量即可。
[0160]另外，在各實施方式中，說明了基板處理裝置2具備兩個焊球填充部件21、22(參照圖4)的情況，但不限于此。即，根據焊球的填充/搭載所需的時間，既可以做成具備一個焊球填充部件的結構，并且也可以做成具備三個以上的焊球填充部件的結構。
[0161]另外，在各實施方式中，說明了基板處理裝置2具備一個搭載頭26的情況，但不限于此。即，也可以設置多個設置了第2掩模25的搭載頭26。在該情況下，控制裝置30為了不間斷地進行焊球的填充/搭載，從完成了焊球的填充的第I掩模211通過搭載頭26進行焊球的吸附。
[0162]另外，在各實施方式中，說明了基板處理裝置2進行與焊球有關的檢查處理(S301:參照圖12)以及修補處理(S303:參照圖12)的情況，但不限于此。即，也可以在進行焊球的填充/搭載的基板處理裝置的下游側，設置依次進行檢查處理以及修補處理的檢查/修補裝置(未圖示)。另外，也可以做成基板處理系統S具備進行焊劑的印刷的焊劑印刷裝置I和僅進行焊球的填充/搭載的基板處理裝置的結構。
[0163]另外，在第2實施方式中，說明了在第2掩模25A(參照圖13(a))的上側配置第4掩模M4、在第I掩模211A(參照圖13(b))的下側配置第3掩模M3的結構，但不限于此。也可以從第2實施方式中省略第3掩模M3以及第4掩模M4中的一方。
[0164]另外，在各實施方式中說明了的基板B既可以是印刷基板，也可以是半導體晶片等其他電路零件。
[0165]另外，各實施方式是為了容易理解地說明本發明而詳細記載的實施方式，不一定限定于具備所說明的所有結構。另外，針對各實施方式的結構的一部分，能夠進行其他結構的追加/刪除/置換。
[0166]另外，也可以通過例如在集成電路上設計等，用硬件實現上述各結構、功能、處理部、處理單元等的一部分或者全部。另外，關于機構、結構，示出了被認為是在說明中必需的機構、結構，在產品中未必示出所有機構、結構。
【主權項】
1.一種基板處理裝置，其特征在于，具備: 第I掩模，關于在俯視時具有多個區域的基板，設置了與所述區域內的各電極對應的多個孔； 焊球填充單元，在所述第I掩模的各孔中逐個地填充焊球；以及焊球搭載單元，具有設置了與所述區域內的各電極對應的多個孔的第2掩模，針對每個所述區域，反復進行經由所述第2掩模的各孔吸附利用所述焊球填充單元在所述第I掩模的各孔中填充了的焊球、并將吸附了的焊球搭載到所述區域的各電極的處理。2.根據權利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于， 所述焊球填充單元具備狹縫狀體，該狹縫狀體具有焊球能夠進行移動的多個狹縫，配置成在相對于所述第I掩模凸狀地彎曲了的狀態下與所述第I掩模相接。3.根據權利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，具備: 攝像單元，對在多個所述區域中搭載了焊球的所述基板進行攝像而取得圖像信息； 檢查單元，根據由所述攝像單元取得的圖像信息，檢查在所述基板的各電極處是否適當地搭載了焊球；以及 修補單元，在被所述檢查單元判定為焊球的搭載不適當的電極處重新搭載焊球。4.根據權利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，具備: 第3掩模，具有與所述區域內的各電極對應的多個凸部，以使多個所述凸部和所述第I掩模的各孔在上下方向上重疊的方式，配置于所述第I掩模的下側；以及第3掩模移動單元，使所述第3掩模相對于所述第I掩模接近/離開， 在利用所述焊球填充單元在所述第I掩模的各孔中填充焊球時，所述第3掩模移動單元使所述第3掩模從所述第I掩模離開， 在利用所述焊球搭載單元經由所述第2掩模的各孔吸附焊球時，所述第3掩模移動單元使所述第3掩模接近所述第I掩模，通過所述凸部將焊球往上推。5.根據權利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，具備: 第4掩模，具有與所述區域內的各電極對應的多個凸部，以使多個所述凸部和所述第2掩模的各孔在上下方向上重疊的方式，配置于所述第2掩模的上側；以及第4掩模移動單元，使所述第4掩模相對于所述第2掩模接近/離開， 在利用所述焊球搭載單元經由所述第2掩模的各孔吸附焊球時，所述第4掩模移動單元使所述第4掩模從所述第2掩模離開， 在利用所述焊球搭載單元將經由所述第2掩模的各孔吸附了的焊球被搭載于所述基板的各電極時，所述第4掩模移動單元使所述第4掩模接近所述第2掩模，通過所述凸部將焊球往下壓。6.根據權利要求1至5中的任意一項所述的基板處理裝置，其特征在于， 具備多個具有所述第I掩模和所述焊球填充單元的焊球填充部件， 各個所述焊球填充部件錯開定時地開始焊球的填充， 所述焊球搭載單元從多個所述焊球填充部件中的完成了焊球的填充的焊球填充部件的所述第I掩模，經由所述第2掩模的孔吸附焊球。7.根據權利要求1至5中的任意一項所述的基板處理裝置，其特征在于， 具備多個具有所述第I掩模和所述焊球填充單元的焊球填充部件，并且具備多個所述焊球搭載單元， 各個所述焊球填充部件錯開定時地開始焊球的填充， 各個所述焊球搭載單元經由多個所述焊球填充部件中的完成了焊球的填充的焊球填充部件的所述第2掩模的孔吸附焊球。8.一種基板處理系統，其特征在于，具備: 焊劑涂覆單元，對在俯視時具有多個區域的基板的各電極涂覆焊劑； 第I掩模，設置了與所述區域內的各電極對應的多個孔； 焊球填充單元，在所述第I掩模的各孔中逐個地填充焊球；以及 焊球搭載單元，在利用所述焊劑涂覆單元涂覆了焊劑的所述基板的各電極處搭載焊球， 所述焊球搭載單元具有設置了與所述區域內的各電極對應的多個孔的第2掩模，針對每個所述區域，反復進行經由所述第2掩模的各孔吸附利用所述焊球填充單元在所述第I掩模的各孔中填充了的焊球、并將吸附了的焊球搭載到所述區域的各電極的處理。9.一種基板處理方法，其特征在于，包括: 焊球填充處理，關于在俯視時具有多個區域的基板，在以與所述區域內的各電極對應的方式形成了的第I掩模的多個孔中逐個地填充焊球;以及 焊球搭載處理，針對每個所述區域，反復進行經由以與所述區域內的各電極對應的方式形成了的第2掩模的多個孔吸附利用所述焊球填充單元在所述第I掩模的各孔中填充了的焊球、并將吸附了的焊球搭載到所述區域的各電極的處理。
【文檔編號】H01L23/488GK105914165SQ201610090970
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月18日
【發明人】栗原弘邦, 水鳥量介, 后和昭典, 高木智哉, 本間真
【申請人】株式會社日立制作所