説明

半田バンプの平坦化装置

【課題】
上面に半田バンプが形成された配線基板を載置するテーブルの載置面と、半田バンプの頭頂部をプレスして平坦化するプレスヘッドのプレス面との平行度調整を、容易かつ正確に行なえるようにすることで、半田バンプの頭頂部を略均一な高さに安定的に平坦化することが可能となる平坦化装置を提供することを課題とする。
【解決手段】
配線基板Cの上面に形成された半田バンプBの頭頂部をプレスして平坦化する半田バンプBの平坦化装置10であって、上面に前記配線基板Cを載置するための平坦な載置面2aを有するテーブル1と、下面に平坦なプレス面4aを有し、該プレス面4aにより前記頭頂部をプレスするプレスヘッド4とを備え、テーブル1は、プレスヘッド4によるプレスに伴って載置面2aを所定の傾斜角の範囲内で傾動自在とする傾動機構と、該傾動機構の傾動動作を固定する固定手段とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、配線基板に形成された半田バンプの平坦化装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、携帯型のゲーム機や音楽プレーヤー等に代表される小型で高機能な電子機器には、半導体素子等の電子部品にも小型、高機能化が要求されている。
【0003】
これらの要求に応えるため、図3に示すように、例えば半導体素子Eの電極Tを、配線基板C上の接続パッドPに形成された半田バンプBに搭載した後、リフロー処理により接続するフリップチップ方式が多用されている。このフリップチップ方式は、これまで主流であったワイヤでの接続方式に比べ、パッケージ面積を小さくでき電気特性に優れているなどの特長を有している。
【0004】
このように、半導体素子Eの電極Tを半田バンプBに載せるとき、半田バンプBの頭頂部を平坦化装置により予め平坦化しておくことで、電極Tを半田バンプBの上に安定的に載せることが可能となる。このときに、各半田バンプBの高さが略均一になるように平坦化することが重要である。各半田バンプBの高さにバラツキがあると電極Tの一部と接続パッドPとの接続が不十分となり、電気的な不具合が生じるおそれがあるためである。
【0005】
ここで、図4(a)および(b)を用いて、従来の半田バンプの平坦化装置20について説明する。図4(a),(b)に示すように、従来の平坦化装置20は、例えば上面に半田バンプBが形成された配線基板Cを載置する載置面11aを有するテーブル11と、下面に平坦なプレス面12aを有するプレスヘッド12と、プレスヘッド12を取り付ける装着部13と、装着部13に接続されるとともにプレス面12aの載置面11aに対する平行度を調整する調整部14と、プレスヘッド12を上下に移動させる駆動装置15とを筐体16内に備えている。なお、プレスヘッド12は、平坦化する配線基板Cの種類が変わるごとに、配線基板Cの形状や大きさに対応するものに交換して使用する。
【0006】
この従来の平坦化装置20により半田バンプBの頭頂部を平坦化する際には、テーブル11上に半田バンプBが形成された配線基板Cを載置した後、駆動装置15によりプレスヘッド12を下方に移動させることで、半田バンプBをプレスヘッド12のプレス面12aで上方から押えて半田バンプBの頭頂部を平坦化する。このとき、配線基板Cの種類変更などによりプレスヘッド12を交換する場合は、事前にテーブル11の搭載面11aとプレスヘッド12のプレス面12aとの平行度調整を行なうことが必要である。平行度調整を行なうことで、配線基板Cに形成された複数の半田バンプBを略均一な高さに平坦化することができるのである。従来の平坦化装置20において平行度調整を行なう際には、例えば調整部14から装着部13の4隅に貫通した4箇所のボルト14aを各々締緩することで装着部13の4隅の高さを個別に調整する方法が採用さている。しかし、この作業は、調整箇所が4箇所と多いため作業者の熟練を要する困難で不安定な作業であった。さらに、平行度調整が不十分な場合は、各半田バンプBの高さを略均一にすることができず、電極Tの一部と接続パッドPとの接続が不十分となり、電気的な不具合が生じる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2000−40766号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上面に半田バンプが形成された配線基板を載置するテーブルの載置面と、半田バンプの頭頂部をプレスして平坦化するプレスヘッドのプレス面との平行度調整を、プレスヘッドの交換時に容易に行なえるようにすることで、半田バンプの頭頂部を安定的に略均一な高さに平坦化することが可能となる半田バンプの平坦化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、配線基板の上面に形成された半田バンプの頭頂部をプレスして平坦化する半田バンプの平坦化装置であって、上面に配線基板を載置するための平坦な載置面を有するテーブルと、下面に平坦なプレス面を有しプレス面により頭頂部をプレスするプレスヘッドとを備え、テーブルはプレスヘッドによるプレスに伴って載置面を所定の傾斜角の範囲内で傾動自在とする傾動機構と、傾動機構の傾動動作を固定する固定手段とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0010】
本発明では、テーブルは、プレスヘッドによるプレスに伴って載置面を所定の傾斜角の範囲内で傾動自在とする傾動機構と、傾動機構の傾動動作を固定する固定手段とを備えているので、傾動機構を傾動自在にした状態で、プレスヘッドをプレス面を載置面に対してプレスすると、プレス面に対して載置面が平行となるようにテーブルが傾動する。そして、プレス面と載置面とが平行になった状態で固定手段により傾動機構の傾動動作を固定することで、載置面とプレス面との平行度調整を行なう。これにより、プレスヘッドの交換時に作業者の熟練を伴うことなく、容易かつ正確に載置面とプレス面との平行度調整が可能となる。したがって、配線基板の上に形成された半田バンプの高さを安定的に略均一の高さに平坦化することが可能な半田バンプの平坦化装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】図1(a)および(b)は、本発明の半田バンプの平坦化装置の実施形態の一例を示す概略前面図およびテーブル付近の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図2】図2(a)〜(d)は、本発明の半田バンプの平坦化装置におけるプレスヘッドおよび傾動盤の平坦面の平行調整手順を示す概略断面図である。
【図3】図3は、半田バンプの平坦化装置により半田バンプの頭頂部を平坦化される配線基板の概略断面図である。
【図4】図4(a)および(b)は、従来の半田バンプの平坦化装置の実施形態の一例を示す概略前面図およびテーブル付近の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
次に、本発明の半田バンプの平坦化装置の実施形態の一例を図1(a)および(b)を基にして詳細に説明する。図1(a),(b)に示すように、本例の平坦化装置10は、上面に半田バンプBが形成された配線基板Cを載置する載置面2aを有する傾動盤2および傾動盤2を保持する台座3から構成されるテーブル1と、下面に平坦なプレス面4aを有するプレスヘッド4と、プレスヘッド4を上下方向に稼動させる駆動装置5とを筐体6内に備えている。
【0013】
半田バンプBを平坦化するときは、上面に半田バンプBが形成された配線基板Cを傾動盤2の載置面2a上に載置した後、プレスヘッド4を駆動装置5により下方に降下させて、プレスヘッド4のプレス面4aで半田バンプBを上方から押えることで、半田バンプBの頭頂部を平坦化する。
【0014】
テーブル1は、例えば上面に凹球面3aを有する台座3と、下面に凸球面2bを有するとともに上面に平坦な載置面2aを有する傾動盤2とから構成されており、傾動盤2の凸球面2b部分が台座3の凹球面3a部分に勘合するように載置されている。また、台座3の凹球面3aには、凹球面3aと凸球面2bとの間に空気を送り込んで傾動盤2を浮上させることで傾動自在な状態にする傾動機構を備えているとともに、凹球面3aと凸球面2bとの間の空気を吸引することで傾動盤2を台座3に吸着させて傾動動作を固定する固定手段を併せて備えている。上述の空気の送り込みおよび吸引を行なうために台座3の凹球面3aを構成する材料として、例えば送風および吸引装置と配管7を介して接続されたポーラスセラミック8等の多孔質構造の材料が配設されて、傾動盤2に対して均一な空気の送り込みおよび吸引が行なわれる。
【0015】
プレスヘッド4は、半田バンプBの頭頂部をプレスして平坦化する平坦なプレス面4aを下面に有する、例えば平板形状の鉄から成るとともに、駆動装置5により下方に移動して傾動盤2の載置面2aに載置された配線基板C上の半田バンプBを上方からプレスすることで半田バンプBの頭頂部を平坦化する。このとき、プレスヘッド4のプレス面4aと、傾動盤2の載置面2aとが平行に調整されていることにより、配線基板C上の半田バンプBの高さを略均一な高さに平坦化することができる。なお、プレスヘッド4は、配線基板Cの大きさや形状に応じて個別のものが使用されるため、配線基板Cの種類に応じてプレスヘッド4の交換が必要となり、その都度プレスヘッド4のプレス面4aと、傾動盤2の載置面2aとの平行度調整が必要となる。
【0016】
駆動装置5は、例えばエアの供給圧力が0.1〜0.7MPaのエアシリンダーを有しており、接続されたプレスヘッド4を上下方向に昇降させることが可能である。
【0017】
ここで、本例の平坦化装置10におけるプレスヘッド4のプレス面4aと、傾動盤2の載置面2aとの平行調整手順について、図2(a)〜(d)を用いて説明する。まず、図2(a)に台座3の凹球面3a上に傾動盤2が傾いて載置された状態を示す。この状態では凹球面3aと傾動盤2の凸球面2bとが勘合しており、傾動盤2は自在に傾動しない状態となっている。
【0018】
次に、図2(b)に示すように、台座3の凹球面3aと傾動盤2の凸球面2bとの間に空気を矢印の様に送り込むことで傾動盤2を浮上させて傾動自在な状態にする。このとき、空気はポーラスセラミック8を介して台座3の凹球面3aと傾動盤2の凸球面2bとの間に満遍なく供給され、それにより傾動盤2が良好に浮上する。
【0019】
次に、図2(c)に示すように、プレスヘッド4を下方へ降下させて、プレスヘッド4のプレス面4aを傾動盤2の載置面2aに重ね合わせるようにプレスする。このプレスにより、傾動盤2が傾動してプレスヘッド4のプレス面4aと傾動盤2の載置面2aとの平行が図れる。このとき、台座3の凹球面3aと傾動盤2の凸球面2bとの間には、空気が送り込まれた傾動自在な状態となっている。
【0020】
次に、図2(d)に示すように、プレスヘッド4のプレス面4aおよび傾動盤2の載置面2a同士が重ね合わさったままの状態で、台座3の凹球面3aと傾動盤2の凸球面2bとの間の空気を矢印の様に吸引することで、傾動盤2を台座3に吸着させて固定させる。これによりプレスヘッド4のプレス面4aと傾動盤2の載置面2aとの平行度が取れた状態で傾動盤2を台座3に固定することができる。このように、本発明の平坦化装置10によれば、傾動盤2が傾動自在な状態で載置面2aにプレスヘッド4のプレス面4aを重なり合わせるようにプレスして載置面2aとプレス面4aとの平行度調整をした後、載置面2aとプレス面4aとの平行度が合ったままの状態で傾動盤2を台座3に固定させるため、プレスヘッド4の交換時に、プレスヘッド4のプレス面4aと、傾動盤2のプレス面2aとの平行調整を容易にかつ正確に実施することができる。これにより、配線基板上の半田バンプの頭頂部を、高度な熟練を伴うことなく略均一な高さに安定的に平坦化することが可能な平坦化装置を供給することができる。
【符号の説明】
【0021】
1 テーブル
2a 載置面
4 プレスヘッド
4a プレス面
10 平坦化装置
B 半田バンプ
C 配線基板

【特許請求の範囲】
【請求項1】
配線基板の上面に形成された半田バンプの頭頂部をプレスして平坦化する半田バンプの平坦化装置であって、上面に前記配線基板を載置するための平坦な載置面を有するテーブルと、下面に平坦なプレス面を有し、該プレス面により前記頭頂部をプレスするプレスヘッドとを備え、前記テーブルは、前記プレスヘッドによるプレスに伴って前記載置面を所定の傾斜角の範囲内で傾動自在とする傾動機構と、該傾動機構の傾動動作を固定する固定手段とを有することを特徴とする半田バンプの平坦化装置。
【請求項2】
前記テーブルは、上面に凹球面を有する台座と、前記凹球面上に載置されており、下面に該凹球面と勘合する凸球面を有するとともに上面に前記載置面を有する傾動盤とを有し、前記凹球面と前記凸球面との間に空気を送り込むことにより前記傾動盤を前記台座から浮かして傾動自在な状態にするとともに、前記凹球面と前記凸球面との間の空気を吸引することにより前記傾動盤を前記台座に吸着させて前記傾動動作を固定することを特徴とする請求項1記載の半田バンプの平坦化装置。
【請求項3】
前記台座は、ポーラスセラミックスから成り、前記凹球面の全面で前記空気の送り込みおよび吸引が可能であることを特徴とする請求項2記載の半田バンプの平坦化装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2013−115090(P2013−115090A)
【公開日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−257300(P2011−257300)
【出願日】平成23年11月25日(2011.11.25)
【出願人】(304024898)京セラSLCテクノロジー株式会社 (213)
【Fターム(参考)】