半田ボール搭載装置、半田ボール搭載方法及び半田ボール搭載システム
【課題】半田ボール搭載位置の位置合わせに高度な技術を要することなく、かつ、バンプ高さの均一性に優れ、更に多種多様の材料・大きさの半田ボールに適用ができる半田ボール搭載装置、半田ボール搭載方法及び半田ボール搭載システムを提供する。
【解決手段】半田ボール搭載装置１００は、ウェーハ４１を搬送する搬送手段４０と、固体状態の複数の半田ボール１１を貯留するボール貯留手段１０と、半田ボール１１を帯電させる半田ボール帯電手段１２と、半田ボール１１をその表面に付着して、ウェーハ４１上の電極４２の直上へ移動させる感光体４と、感光体４の表面における電極４２に対応する位置の電位を露光（レーザー光照射など）によりディスチャージする露光手段９と、搬送手段４０の搬送速度と感光体４の移動速度と露光手段９による露光を制御するＣＰＵ２，６とを備えることを特徴とする。
【解決手段】半田ボール搭載装置１００は、ウェーハ４１を搬送する搬送手段４０と、固体状態の複数の半田ボール１１を貯留するボール貯留手段１０と、半田ボール１１を帯電させる半田ボール帯電手段１２と、半田ボール１１をその表面に付着して、ウェーハ４１上の電極４２の直上へ移動させる感光体４と、感光体４の表面における電極４２に対応する位置の電位を露光（レーザー光照射など）によりディスチャージする露光手段９と、搬送手段４０の搬送速度と感光体４の移動速度と露光手段９による露光を制御するＣＰＵ２，６とを備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田ボール搭載装置、半田ボール搭載方法及び半田ボール搭載システムに関し、特に、バンプ高さの均一性に優れ、及び多種多様の材料・大きさの半田ボールに適用ができる半田ボール搭載装置、半田ボール搭載方法及び半田ボール搭載システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップと実装基板とを電気的に接続する半田バンプを形成する方法として、フォトレジスト膜を利用しためっき方式や印刷方式、メタルマスクを利用した印刷方式、半田ボールを吸引機で吸引して所定箇所にて半田ボールを落下させて搭載を行うボールバンプ方式等が知られている。
【０００３】
また、近年の半導体装置の高集積化・小型化に対応するため、及びバンプ形成の作業時間の短縮を目的に、ピエゾ素子を利用した開閉手段により溶融状態の半田を押し出して半田ボールを形成する方法（特許文献１参照）や、半田合金材料を構成するインク組成物を用いてインクジェット方式により半田ボールを形成する方法（特許文献２及び特許文献３参照）が提案されている。
【０００４】
特許文献１によれば、半田ボール形成装置の取扱いが容易になる等と記載され、特許文献２及び特許文献３によれば、半田バンプ形成工程における作業時間を大幅に短縮でき、また、３０μｍ以下のバンプ径を実現できる、と記載されている。
【特許文献１】特開２００１−７７１４１号公報
【特許文献２】特開２００４−１７２６１２号公報
【特許文献３】特開２００４−１７４５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のボールバンプ方式によると、半田ボールを被搭載物に搭載する際、半田ボール被搭載物のボール搭載位置と半田ボールを吸引し保持する吸着マスクの吸着ボール位置とを完全に一致させなければならず、同時に搭載するボールの数、ボールの大きさ、並びにその配列ピッチの大小によってその位置合わせには高度な技術が必要となる。搭載する面積が広くなるにつれて累積のピッチ寸法誤差が発生するため、その位置合わせが更に困難となる。当然、多数の半田ボールを吸着するマスクの吸着穴配列加工精度も高度なものが要求される。
【０００６】
また、特許文献１の半田ボール形成方法によると、バンプの高さ・形状が不揃いとなり易いという問題が生じる。半田バンプの高さが不揃い（半田ボール径及び半田ボール形状のバラツキ）であると、電気的接続が一部不良となる可能性があり、また、高さを揃えるために半田バンプを削る等の工程を要し、製造コストのアップに繋がるほか、高さを揃えるための工程が困難である場合もあるため歩留まりが低下する。
【０００７】
また、特許文献２及び特許文献３の半田バンプ形成方法によると、上記の不揃いの問題において誤差を小さくするために１０〜５０ｎｍ以下の粒径の超微粒子材料を噴射することによる３０μｍ以下のバンプ形成を対象としており、直径５０〜３００μｍ程度のバンプ形成には適していない。
【０００８】
さらに、近年の鉛フリー化等の趨勢に対応して、半田ボールの材料選択性の要求に応える必要も生じているが、溶融半田を用いる特許文献１等では材料を換える毎に溶融槽の完全清掃が必要になる等の問題がある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、半田ボール搭載位置の位置合わせに高度な技術を要することなく、かつ、バンプ高さの均一性に優れ、更に多種多様の材料・大きさの半田ボールに適用ができる半田ボール搭載装置、半田ボール搭載方法及び半田ボール搭載システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、半田ボール被搭載物を搬送する搬送手段と、固体状態の複数の半田ボールが貯留されるボール貯留手段と、前記半田ボールを帯電させる半田ボール帯電手段と、前記半田ボールをその表面に付着して、前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所又は所望の箇所の直上へ前記半田ボールを移動させる感光体と、前記感光体の表面における前記所望の箇所に対応する位置の電位を露光によりディスチャージする露光手段と、前記搬送手段の搬送速度と前記感光体の移動速度と前記露光手段による露光を制御する制御手段とを備えることを特徴とする半田ボール搭載装置を提供する。
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するため、半田ボール被搭載物を搬送する搬送手段と、固体状態の複数の半田ボールが貯留されるボール貯留手段と、前記半田ボールを帯電させる半田ボール帯電手段と、前記半田ボールをその表面に付着して、前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所又は所望の箇所の直上へ前記半田ボールを移動させる静電吸着体と、前記静電吸着体へ静電潜像を転写する感光体と、前記感光体の表面における前記所望の箇所に対応する位置の電位を露光によりディスチャージする露光手段と、前記搬送手段の搬送速度と前記静電吸着体の移動速度と前記露光手段による露光を制御する制御手段とを備えることを特徴とする半田ボール搭載装置を提供する。
【００１２】
上記本発明に係る半田ボール搭載装置は、以下の特徴を１つ以上有する半田ボール搭載装置を含む。
（１）前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所の直上へ前記感光体又は前記静電吸着体に付着された前記半田ボールが移動してきたときに、前記半田ボール被搭載物を前記感光体又は前記静電吸着体方向へ移動させるボール転載手段を備える。
（２）前記ボール転載手段はピエゾ素子を利用したピエゾアクチュエータである。
（３）前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所へフラックスを塗布するフラックス塗布手段を備える。
（４）前記フラックス塗布手段はピエゾ素子を利用したインクジェット方式のフラックス噴射器である。
（５）前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所の位置を読み取る位置読取手段を備える。
（６）前記半田ボール帯電手段は、前記感光体又は前記静電吸着体の表面に対向する前記ボール貯留手段の面に設けられた電極の表面電位により前記半田ボールを帯電させる、或いは、前記電極上に形成された電荷発生層の上に形成された電荷輸送層の表面電位により前記半田ボールを帯電させる。
（７）前記ボール貯留手段は、前記感光体又は前記静電吸着体と対向する面に、前記感光体又は前記静電吸着体の移動方向と垂直方向に延びる貯留溝を有する。
（８）前記電極が前記貯留溝の底面に沿って設けられたディンプル状電極である。
（９）前記ボール貯留手段は、前記貯留溝とその両端部において連通する、前記感光体又は前記静電吸着体の移動方向と垂直方向に延びる半田ボール輸送管を有する。
（１０）前記半田ボール輸送管は、当該輸送管内に電界を発生させる電極を有している。
（１１）前記半田ボール輸送管は、水平面に対し、前記半田ボール輸送管内における半田ボールの移動方向に０．３８〜０．７８°傾斜している。
（１２）前記半田ボール輸送管は、前記半田ボール輸送管内における半田ボールの移動方向に開き角度０．６〜０．９°を有している。
（１３）前記ボール貯留手段は、前記半田ボール間の凝集を防止する凝集防止手段を備える。
（１４）前記半田ボールは、直径が１０μｍ〜３００μｍの範囲内である。
（１５）前記所望の箇所は、前記半田ボール被搭載物上の電極が存在する位置である。
【００１３】
また、本発明は、上記目的を達成するため、半田ボール被搭載物上の電極の位置を読み取り電極位置マップを作成する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置にフラックスを塗布する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置に対応する感光体の表面上の位置の電位を露光によりディスチャージする工程と、前記感光体の露光位置にボール貯留手段に貯留されている半田ボールを付着する工程と、前記感光体に付着された半田ボールを前記フラックスが塗布された前記電極の位置に転載する工程とを含み、前記半田ボールを付着する工程は、前記半田ボールを帯電させる工程と、前記感光体と前記ボール貯留手段間に電界を発生させて前記半田ボールを前記感光体へ向かって移動させる工程とを含むことを特徴とする半田ボール搭載方法を提供する。
【００１４】
また、本発明は、上記目的を達成するため、半田ボール被搭載物上の電極の位置を読み取り電極位置マップを作成する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置にフラックスを塗布する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置に対応する感光体の表面上の位置の電位を露光によりディスチャージして静電潜像を形成する工程と、前記感光体に形成された静電潜像を静電吸着体へ転写する工程と、前記静電吸着体にボール貯留手段に貯留されている半田ボールを付着する工程と、前記静電吸着体に付着された半田ボールを前記フラックスが塗布された前記電極の位置に転載する工程とを含み、前記半田ボールを付着する工程は、前記半田ボールを帯電させる工程と、前記静電吸着体と前記ボール貯留手段間に電界を発生させて前記半田ボールを前記静電吸着体へ向かって移動させる工程とを含むことを特徴とする半田ボール搭載方法を提供する。
【００１５】
上記本発明に係る半田ボール搭載方法は、以下の特徴を有する半田ボール搭載方法を含む。
（１）前記電極の位置に転載された半田ボールの有無の検査を行う工程を有する。
【００１６】
また、本発明は、上記目的を達成するため、上記本発明に係る半田ボール搭載装置を備えることを特徴とする半田ボール搭載システムを提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、半田ボール搭載位置の位置合わせに高度な技術を要することなく、かつ、バンプ高さの均一性に優れ、更に多種多様の材料・大きさの半田ボールに適用ができる半田ボール搭載装置及び半田ボール搭載システムの提供が可能となるため、生産コスト削減、半田ボール搭載の作業時間の大幅減少、歩留まりの上昇、材料選択の柔軟性アップ等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔本発明の第１の実施の形態〕
（半田ボール搭載装置の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半田ボール搭載装置の概略構成を示す。この半田ボール搭載装置１００は、搬送手段４０上のウェーハ４１における電極４２の位置を読み取る電極位置読取センサー１と、電極位置読取センサー１からの信号を受信するＣＰＵ２と、ＣＰＵ２から発信された信号に基づきウェーハ４１における電極４２の位置にフラックス４４を噴射するフラックス噴射器３と、その表面が帯電されることが可能な感光ドラム４と、感光ドラム４の表面電位を測定する表面電位センサー５と、表面電位センサー５からの信号を受信するＣＰＵ６と、ＣＰＵ６からの信号を受信する高電圧発生器７と、高電圧発生器７により電圧が印加され、感光ドラム４の表面全体を一様に帯電させる帯電ローラ８と、感光ドラム４の表面にＣＰＵ２からの信号に基づきレーザー光を照射（露光）する露光手段９と、感光ドラム４の露光部位へ付着される複数の半田ボール１１を貯留するボール貯留手段１０と、半田ボール１１を帯電させるボール帯電手段１２と、感光ドラム４の表面に付着された半田ボール１１を電極４２上のフラックス４４側へ転載させるボール転載手段１３と、転載し損ねた半田ボール１１を回収する転載ミスボール回収室１４と、残留電荷を消去するための除電器１５と、半田ボール１１搭載の有無をチェックするボール位置読取センサー１６とを有して概略構成されている。
【００１９】
ＣＰＵ２とＣＰＵ６は、互いに連携して半田ボール搭載装置１００の制御を行っている。ここでは、ＣＰＵ２とＣＰＵ６は図１において別体として記載しているが、一体であることが統一的な制御をする上で望ましい。もちろん、制御する部分毎に分けて、ＣＰＵ２とＣＰＵ６以外の別のＣＰＵを設けてもよい。ＣＰＵ２（ＣＰＵ６）を含む制御手段は、通常、ＲＯＭ、ＲＡＭ等とともに構成され、制御を行っている。ＣＰＵ６は、露光前の感光ドラム４表面の帯電量の検出信号を表面電位センサー５から受け、高電圧発生器７を設定範囲内にフィードバック制御し、帯電ローラ８に印加する電圧の制御を行っている。
【００２０】
フラックス噴射器３には、好ましくは、噴射機構にピエゾ素子を利用したインクジェット方式のフラックス噴射器が用いられる。なお、ここではウェーハ４１における電極４２の位置にフラックス４４を噴射するフラックス噴射器３を用いたが、電極４２の位置にフラックス４４を塗布することができるものであれば、その手段は限定されるものではない。また、半田ボール搭載装置１００とは別体のフラックス塗布装置として設けてもよい。
【００２１】
本実施の形態に係る半田ボール搭載装置１００の一部は、レーザープリンターの技術を応用したものであるところ、感光ドラム４をはじめとして、表面電位センサー５、高電圧発生器７、帯電ローラ８、露光手段９、除電器１５等は、レーザープリンターにおいて通常用いられているものを使用できる。例えば、感光ドラム４としては、セレンドラムやＯＰＣ（Organic Photoconductor）ドラム等を用いることができる。また、露光手段９としては、特開２００２−２１４５５４号公報の図１に示されるような、半導体レーザーアレイ、シリンドリカルレンズ、回転多面鏡（ポリゴンミラー）、トロイダルレンズ、走査レンズ等からなる露光手段やＬＥＤプリントヘッドによる露光手段を用いることができる。所望の箇所に対応する位置の電位をディスチャージすることができるものであれば特に限定されることなく、露光手段として用いることができる。
【００２２】
半田ボール１１は、チップ状の半田を溶かしてボールにする方法や溶融半田を噴射滴下してボールにする方法にて製造した後、バンプ高さの均一化のため、基準となる直径サイズごとに選別し、個々のボールのサイズが所定の誤差範囲内にあるものを用いる。もちろん、このような製造・選別がなされて販売されている市販の半田ボールを使用することもできる。
【００２３】
本実施の形態においては、半田ボール１１の直径はあらゆるサイズのものをその用途・条件等に合わせて使用することができるが、特に、従来のボールバンプ方式では困難であった、直径１０〜３００μｍの範囲内、より限定すれば直径３０〜３００μｍの範囲内、さらに限定すれば直径５０〜２５０μｍの範囲内の半田ボールを短時間、かつ正確に搭載することができる点で優れている。正確に搭載することができるため、ロストボールが極めて少なく、半田ボール材料コストの無駄を防止できる。
【００２４】
また、本実施の形態においては、ロット切り替え作業が極めて容易であるため、銅コアボール、樹脂コアボール、三元系や四元系等の合金からなる鉛フリーボール等の種々の材料からなる半田ボールを適用でき、材料選択性の要求に応えることができる。
【００２５】
半田ボール貯留手段１０は、例えば、直径１００μｍの半田ボール１１が数千万〜１億個程度、貯留されており、ボール帯電手段１２は、半田ボール１１をマイナス、或いはプラスに帯電させるものである。半田ボール貯留手段１０（及びボール帯電手段１２）の詳細については、後述する。
【００２６】
（半田ボール搭載装置の動作）
次に、本実施の形態に係る半田ボール搭載装置１００の動作について説明する。図１に示されるように、ウェーハ４１を下から上へ移動させながら、順次、マップ作成工程（Ｉ）、フラックス塗布工程（II）、ボール転載工程（III）、ボール有無検査工程（IV）が行われる。
【００２７】
図２（ａ）は、ウェーハ４１の全体を示した図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＢ部位を拡大した図であり、チップ２０を表したものである。マップ作成工程（Ｉ）では、電極４２の位置を電極位置読取センサー１により光学的に読み取り、ウェーハ４１全体の電極配列マップを作成する。作成されたマップ情報は、ＣＰＵ２に伝えられる。
【００２８】
フラックス塗布工程（II）では、上述のマップ情報に基づき、フラックス４４をフラックス噴射器３により噴射して電極４２の位置にフラックス４４を滴下塗布する。フラックス４４の塗布は、ピエゾ素子を利用したインクジェット方式にて連続発射して塗布されることが好ましい。これにより、作業時間の大幅短縮が図れ、また、塗布量の無駄も省ける。
【００２９】
塗布量は、搭載するボールサイズに応じて予め決めておき、ボール体積の０．５〜１．５倍を基準に制御する。例えば、１００μｍの半田ボールの場合は、２５０ｐｌ〜７５０ｐｌ、８０μｍの半田ボールの場合は、１３０ｐｌ〜４００ｐｌ、６０μｍの半田ボールの場合は、６０ｐｌ〜１７０ｐｌが望ましい。１回の滴下量をプリセットできるようにしておき、滴下量はその回数で制御する。１回の滴下量を１０ｐｌ、２０ｐｌ、３０ｐｌ、４０ｐｌの４段階の設定が可能にしておき、ボールサイズに応じて約１０回〜２０回程度で必要なフラックスの滴下量を制御する。
【００３０】
塗布に際して、フラックス４４が所望の塗布箇所からはみ出すのを防止するために、ウェーハ４１が低温（好ましくは１５℃〜２０℃）にされていることが好ましい。
【００３１】
ボール転載工程（III）では、フラックス４４が塗布された電極４２の位置に、半田ボール１１を転載させるために、主として、露光工程Ａ、ボール付着工程Ｂ、ボール転載工程Ｃが行われる。
【００３２】
図３及び図６は、感光ドラム４における露光工程Ａを示す図である。なお、表面電位については目視できるものではないが、図３〜図８において、便宜的に、層構造として示している。
図３に示すように、感光ドラム４の表層には、電荷発生層４Ａ及びその上の電荷輸送層４Ｂが存在し、電荷輸送層４Ｂは帯電ローラ８により一様に表面電位４Ｂ１（−３００〜−６００Ｖ程度）に帯電されている。或いは、図６に示すように、一様に表面電位４Ｂ３（＋３００〜＋６００Ｖ程度）に帯電されている。
【００３３】
露光工程Ａは、マップ作成工程（Ｉ）で作成されたマップ情報に基づき、露光手段９によりレーザー光を電極４２に対応する位置に照射し、照射した部位の電位を変化させる（光の照射によって、電荷発生層４Ａよりプラス電荷（或いはマイナス電荷）が発生し、露光部の表面電位をディスチャージする）。これにより、露光部表面電位４Ｂ２，４Ｂ４（−１００〜−１５０Ｖ程度、＋１００〜＋１５０Ｖ程度）と照射されていない部分（表面電位４Ｂ１，４Ｂ３）との電位の高低差が生じ、電極マップ情報に対応する電位分布、すなわち、静電潜像が形成される。
【００３４】
図４及び図７は、感光ドラム４へのボール付着工程Ｂを示す図である。
図４（ａ）及び図７（ａ）では、ボール貯留手段１０の表層には、感光体の表面と対向して、電極１０Ａが存在し、ボール帯電手段１２により電極１０Ａの表面電位１０Ａ１，１０Ａ２が一様にマイナス、或いはプラスに帯電させられている。これにより、空隙３０に存在する半田ボール１１も同様にマイナス、或いはプラスに帯電する。半田ボール１１が帯電すると、近づいてきた感光ドラム４の電荷輸送層４Ｂ表面に存在する露光部表面電位４Ｂ２，４Ｂ４に、半田ボール１１が引き寄せられ付着する。半田ボール１１はすべてマイナス、或いはプラスに帯電しているため、凝集することなく、互いに斥力をもって存在している。
【００３５】
一方、図４（ｂ）及び図７（ｂ）では、ボール貯留手段１０の表層には、電極１０Ａ、電極１０Ａ上の電荷発生層１０Ｂ及びその上の電荷輸送層１０Ｃが存在し、ボール帯電手段１２により電荷輸送層１０Ｃの表面電位１０Ｃ１，１０Ｃ２が一様にマイナス、或いはプラスに帯電させられている。ほかは、図４（ａ）及び図７（ａ）の場合と同様である。
【００３６】
半田ボール被搭載物であるウェーハ４１上の電極４２の位置に対応する感光ドラム４の露光部表面電位４Ｂ２，４Ｂ４に、より確実に半田ボール１１を引き寄せ付着させるために、ボール貯留手段１０と感光ドラム４の間に生ずる電界Ｅによって半田ボール１１の移動を促進する。半田ボール付着方法については、種々の方法を採用することが可能であり、特に限定されるものではない。
【００３７】
図５及び図８は、ウェーハ４１へのボール転載工程Ｃを示す図である。
ウェーハ４１の搬送手段４０の送りと感光ドラム４の回転移動とを先述のマップ情報に基いて同期制御しておき、半田ボール１１を転載させるべき位置へ両者がきたときに（図５（ａ）、８（ａ））、両者の移動を瞬間的に止めて、ウェーハ４１のステージである搬送手段４０をピエゾ素子等を利用したボール転写手段１３により数百ミクロン（半田ボール１１が電極４２表面に接する程度）感光ドラム４側へ移動させ、電極４２上に先に塗布されたフラックス４４に押し付ける（図５（ｂ）、８（ｂ））。適当な時間（例えば、数百ミリ秒）経過後、ウェーハ４１を元の位置に戻す（図５（ｃ）、８（ｃ））。これにより、半田ボール１１はフラックス４４の粘着力（タック力）により感光ドラム４から離れ、電極４２上へ転載される。このとき、フラックス４４の粘着力（タック力）は感光ドラム４への付着力よりも十分に大きいので、半田ボール１１は完全に電極４２上へ転載される。
【００３８】
ボール有無検査工程（IV）では、転載ミスの有無がボール位置読取センサー１６により検査され、万が一転載ミスがあったものについては、再度、同じフローに載せることで、転載ミスのあった部分をリペアする。或いは、ボール有無検査工程（IV）後に、別のリペア工程を設けてもよい。一方、転載ミスの半田ボール１１があった場合の感光ドラム４上の半田ボール１１は、転載ミスボール回収室１４にて回収される。
【００３９】
（ボール貯留手段の構成と動作）
図９は、本発明の第１の実施の形態に係る半田ボール搭載装置のボール貯留手段を説明するための概略構成図である。図１０は、図９におけるボール貯留手段の貯留溝部分の詳細図である。図１１は、図９におけるＣ−Ｃ断面の構成概略図である。また、図１２は、図９におけるボール貯留手段のボール輸送管内部の動きを説明するための長手方向断面図である。
【００４０】
ボール貯留手段１０は、感光体４と対向する面が凹状の曲面とされており、その曲面の中央（最深部）に、感光体４の長手方向（感光体４の移動方向と垂直方向）に延びる貯留溝１０ａを有している。当該貯留溝１０ａの底面（曲面）に沿ってディンプル状のディンプル電極（下部電極）１０ｂが設けられており、感光ドラム（上部電極）４との間で電界を生じさせる。
【００４１】
図１０に示すように、半田ボール１１は貯留溝１０ａの中心部付近に集まり、ボール雲１１ａを形成しているため、感光ドラム４方向への飛翔効率が高まる。
【００４２】
ボール貯留手段１０は、感光体４の長手方向（感光体４の移動方向と垂直方向）に延びる半田ボール輸送管１８を有しており、当該半田ボール輸送管１８は貯留溝１０ａとその両端部において連通している。貯留溝１０ａは、長手方向に僅かに（例えば水平面に対し約０．３８〜０．７８°）傾斜（図９において左側が低く、右側が高い）しており、感光ドラム４に付着しなかった半田ボール１１は少しずつ低部（図中の左側）へ移動し、感光ドラム４の長さを越えたところ（図９におけるボール貯留手段１０の左側端部）で、連通路（図９のＡ部断面における矢印）を介して半田ボール輸送管１８へ移動する。
【００４３】
半田ボール輸送管１８は、図１１に示すように、当該輸送管内に電界を発生させる電極、すなわち、上側のマイナス（−）極１８ａと下側のプラス（＋）極１８ｂを絶縁体１８ｃを挟んで有している。半田ボール輸送管１８は、長手方向（輸送管１８内における半田ボール１１の移動方向）に僅かに（例えば水平面に対し約０．３８〜０．７８°）傾斜している（図９において左側が低く、右側が高い）。また、半田ボール輸送管１８は、長手方向（輸送管１８内における半田ボール１１の移動方向）に開き角度（輸送管１８の下面に対する上面の角度、例えば約０．６〜０．９°）を有している（図９において輸送管１８の左側部分の内径が右側部分の内径よりも小（右側へ行くほど内径が大））。
【００４４】
輸送管１８内の電界（電気力線）は、電極に対し垂直に出て、垂直に入射するため、僅かに開き角度のついた電極間では僅かに曲線を描く。＋極１８ｂによりプラスに帯電した半田ボール１１は電界の電気力線（図１２中の→）に沿って曲線上を飛翔するが、半田ボール１１の速度により僅かにずれて直線状に飛翔することになり図１２中の飛翔軌跡（番号１→６）を辿り、ボールは図中の右側へ移動する。半田ボール１１は、半田ボール輸送管１８内を図中の右側端部（ボール貯留手段１０の右側端部）まで移動したところで、連通路（図９のＢ部断面における矢印）を介して貯留溝１０ａへ移動する。このような機構により、絶えず貯留溝１０ａに半田ボール１１が供給されるようにしている。
【００４５】
半田ボール輸送管１８内は、半田ボール１１の酸化防止のため、窒素ガス雰囲気とされていることが望ましく、例えば、図１２に示すように、半田ボール輸送管１８の図中における左側（半田ボール１１の移動開始側）から、Ｎ２ガスを流すことにより窒素ガス雰囲気とする。
【００４６】
〔本発明の第２の実施の形態〕
（ボール貯留手段の他の実施の形態）
図１３は、ボール貯留手段の他の実施の形態を示した全体図であり、図１４は、ボール貯留手段について図１３のＸ部位を拡大した図を示したものである。ボール貯留手段５０は、個々の半田ボール１１が静電気力等により凝集するのを防止する凝集防止手段を備えている。凝集防止手段として、多孔質基材である焼結材６１、エアロゾル室６０へ供給される窒素ガス６４をイオン化するためのイオナイザー（図示せず）、窒素ガス供給手段（図示せず）、窒素ガス通路（図示せず）などを備える。
【００４７】
すなわち、ボール貯留手段５０は、半田ボール１１が供給されるエアロゾル室６０を有しており、エアロゾル室６０の壁は焼結材６１により構成されている。エアロゾル室６０の外側には外壁６３が存在し、エアロゾル室６０の壁と外壁６３の間には空洞６２が形成されている。外壁６３の材質は特に限定されるものではないが、Ａｌ系セラミックス等を使用することができる。外壁６３の隙間（穴、溝など）からは窒素ガス６４が導入され、導入された窒素ガス６４は、焼結材６１を介して（透過して）エアロゾル室６０へ送り込まれる。窒素ガス６４の導入口は外壁６３の底面に限られず、側面であってもよいが、空洞６２に通じていなければならない。
【００４８】
数μｍ〜数百μｍオーダの半田ボール１１では、静電気力、ファンデルワールス力、液架橋力等の重力以外の力が支配的となり、半田ボール１１同士の凝集が生じる。そこで、かかる凝集を防止するために、イオン化した窒素ガス６４を送り込むことにより、個々の半田ボール１１を除電して、半田ボール１１の集合体を流動化させる。エアロゾル室６０へ送り込まれた窒素ガス６４は、半田ボール１１同士の凝集を防止するとともに、上部溝５１まで半田ボール１１が飛翔することを補助する。上部溝５１は上部がドーム状に形成されたエアロゾル室６０の頂上部に設け、半田ボール１１の直径の６〜１０倍程度の溝幅とすることが望ましい。
【００４９】
窒素ガス６４の流量と圧力を適当に制御することにより、半田ボール１１はエアロゾル室６０内で空中に浮き、個々の半田ボール１１が自由運動状態となり浮遊する。上部溝５１まで飛翔して、エアロゾル室６０の外へ出た半田ボール１１は、電極５０Ａの表層の電荷輸送層５０Ｂ上にて、前述の方法と同様にして、ボール帯電手段５２によりプラスに帯電させられる。そして、帯電した半田ボール１１は、感光ドラム４の表層の所定部位（図７と同様であり、半田ボール１１をマイナスに帯電させた場合には図４と同様である。）に付着される。
【００５０】
ここでは、イオン化した窒素ガス６４を用いたが、これに限られるものではなく、そのほかの不活性ガスを適用することもできる。また、エアロゾル室６０内をエチルアルコール等のアルコール雰囲気とすることによりボール間の凝集を防止して半田ボール１１を流動化させる方法を取ることもできる。
【００５１】
また、凝集防止手段は、上記の構成に限られず、個々の半田ボール１１が凝集することを防止できればあらゆる手段を適用することができ、例えば、ボール貯留手段５０に振動を生じさせる手段を設けることにより凝集防止ができる。
【００５２】
〔本発明の第３の実施の形態〕
（ボール転載工程（III）に係る他の実施の形態）
（半田ボール搭載装置の構成）
図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る半田ボール搭載装置の概略構成（一部）を示す。図１５では、第１の実施の形態と異なる部分、すなわち、ボール転載工程（III）（露光工程Ａ、ボール付着工程Ｂ、ボール転載工程Ｃ）における半田ボール搭載装置の構成を概略図にて示した。
【００５３】
本実施の形態に係る半田ボール搭載装置は、感光体７４から静電転写を受ける静電吸着プレート７３を備えており、第１の実施の形態に係る半田ボール搭載装置１００が感光ドラム４により半田ボール１１をウェーハ４１上の所望の箇所又は所望の箇所の直上へ移動させているのに対し、感光体７４から静電転写を受けた静電吸着プレート７３により半田ボール１１をウェーハ４１上の所望の箇所又は所望の箇所の直上へ移動させている点で相違している。これにより、露光工程Ａのみを暗室で行なえばよく、ボール付着工程Ｂおよびボール転載工程Ｃは暗室で行う必要がなくなるため、第１の実施の形態よりも暗室での操作を減らすことができ、操作性がアップする。
【００５４】
静電吸着プレート７３としては、例えば、平板状であり、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等の透明導電性材料を用い、蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の方法により形成した透明導電体７３Ａ上に、透明性を有するポリカーボネート、エポキシ等からなる透明誘電体７３Ｂを接着したものを用いることができる。透明導電体７３Ａおよび透明誘電体７３Ｂは、半透明であってもよく、感光体７４側に露光手段９を設けた場合には（図１６（ｂ）参照）、透明（半透明）でなくてもよい。
【００５５】
感光体７４としては、例えば、平板状であり、透明導電体７３Ａ同様の透明導電体７４Ａ上に、第１の実施の形態にて説明したのと同様の電荷発生層７４Ｂ、電荷輸送層７４Ｃを設けたものを用いることができる。透明導電体７４Ａは、半透明であってもよく、静電吸着プレート７３側に露光手段９を設けた場合には（図１７（ｂ）参照）、透明（半透明）でなくてもよい。
【００５６】
（半田ボール搭載装置の動作）
次に、本実施の形態に係る半田ボール搭載装置の動作について説明する。マップ作成工程（Ｉ）、フラックス塗布工程（II）、ボール有無検査工程（IV）については第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。なお、ウェーハ４１の送りは、第１の実施の形態のような垂直方式ではなく、ここでは水平方式を採用している。
【００５７】
ボール転載工程（III）では、図１５に示すように、ウェーハ４１上（フラックス４４が塗布された電極４２の位置）に、半田ボール１１を転載するために、主として、露光工程Ａ、ボール付着工程Ｂ、ボール転載工程Ｃが行われる。
【００５８】
図１６及び図１７は、第３の実施の形態に係る露光工程Ａを説明するための静電吸着プレート及び感光体の断面模式図であり、図１８は、図１７（ｂ）におけるＹ部の拡大図である。なお、表面電位については目視できるものではないが、図３〜図８と同様、図１６〜図２０においても、便宜的に、層構造として示している。
【００５９】
露光工程Ａでは、まず、図１６，１７（ａ）に示すように、静電吸着プレート７３および感光体７４の表層が、帯電ローラ８により一様に表面電位７３Ｂ１，７４Ｃ１（−３００〜−６００Ｖ程度）に帯電される。或いは、前述の図６に示したように、半田ボール１１をプラスに帯電させる場合には、一様に表面電位（＋３００〜＋６００Ｖ程度）に帯電させてもよい。
【００６０】
次に、図１６（ｂ）（ｃ），図１７（ｂ）（ｃ）および図１８に示すように、マップ作成工程（Ｉ）で作成されたマップ情報に基づき、感光体７４の下部又は静電吸着プレート７３の上部に設けられた露光手段９によりレーザー光を電極４２に対応する位置に照射し、照射した部位の電位を変化させる（光の照射によって、電荷発生層７４Ｂよりプラス電荷（或いはマイナス電荷）が発生し、露光部の表面電位をディスチャージする）。これにより、露光部表面電位７４Ｃ２（−１００〜−１５０Ｖ程度、表面電位７４Ｃ１が＋３００〜＋６００Ｖ程度の場合は＋１００〜＋１５０Ｖ程度）と照射されていない部分（表面電位７４Ｃ１）との電位の高低差が生じ、電極マップ情報に対応する電位分布、すなわち、静電潜像が形成される。
【００６１】
次に、図１６（ｄ），図１７（ｄ）に示すように、静電吸着プレート７３と感光体７４とを近づけることで、或いは予め近づけておくことで、感光体７４に形成された静電潜像が放電により静電吸着プレート７３に転写されてその表面上に露光部表面電位７３Ｂ２が生じる。静電潜像が形成された静電吸着プレート７３は、暗室から外部へ運び出されてボール貯留手段７０の直上まで移動する。
【００６２】
図１９は、第３の実施の形態に係るボール付着工程Ｂを説明するための静電吸着プレート及びボール貯留手段の断面模式図である。
【００６３】
ボール貯留手段７０としては、例えば、静電吸着プレート７３のボール付着対象領域面積よりも開口面積が広いボックスの全面に半田ボール１１を貯留させたものを用いることができる。ボックス内では、振動やエアー（窒素ガス）等により半田ボール１１同士の凝集を防止する構成としてもよい。
【００６４】
また、ボール貯留手段７０の表層には、静電吸着プレート７３の表面と対向して、電極７０Ａが存在し、ボール帯電手段１２により電極７０Ａの表面電位７０Ａ１が一様にマイナス（或いはプラス）に帯電させられている。これにより、空隙３０に存在する半田ボール１１も同様にマイナス（或いはプラス）に帯電する。半田ボール１１が帯電すると、近づいてきた静電吸着プレート７３の透明誘電体７３Ｂ表面に存在する露光部表面電位７３Ｂ２に、半田ボール１１が引き寄せられ付着する。半田ボール１１はすべてマイナス（或いはプラス）に帯電しているため、凝集することなく、互いに斥力をもって存在している。
【００６５】
半田ボール被搭載物であるウェーハ４１上の電極４２の位置に対応する静電吸着プレート７３の露光部表面電位７３Ｂ２に、より確実に半田ボール１１を引き寄せ付着させるために、ボール貯留手段７０と静電吸着プレート７３の間に生ずる電界Ｅによって半田ボール１１の移動を促進する。半田ボール付着方法については、種々の方法を採用することが可能であり、特に限定されるものではない。
【００６６】
半田ボール１１が付着された静電吸着プレート７３は、その場で、或いは移動して、ボール位置読取センサー７６によりボール付着位置が確認され、付着漏れが発見された場合には、付着漏れ部位に半田ボール１１を付着する措置が取られる（例えば、静電吸着プレート７３をボール貯留手段７０上に戻す）。
【００６７】
図２０は、第３の実施の形態に係るボール転載工程Ｃを説明するための静電吸着プレート及びウェーハの断面模式図である。
【００６８】
ウェーハ４１の搬送手段４０の送りと静電吸着プレート７３の送りとを先述のマップ情報に基いて同期制御しておき、半田ボール１１を転載させるべき位置へ両者が来たときに（図２０（ａ））、両者の移動を瞬間的に止めて、ウェーハ４１のステージである搬送手段４０をピエゾ素子等を利用したボール転写手段１３により数百ミクロン（半田ボール１１が電極４２表面に接する程度）静電吸着プレート７３側へ移動させ、電極４２上に先に塗布されたフラックス４４に押し付ける（図２０（ｂ））。適当な時間（例えば、数百ミリ秒）経過後、ウェーハ４１を元の位置に戻す（図２０（ｃ））。これにより、半田ボール１１はフラックス４４の粘着力（タック力）により静電吸着プレート７３から離れ、電極４２上へ転載される。このとき、フラックス４４の粘着力（タック力）は静電吸着プレート７３への付着力よりも十分に大きいので、半田ボール１１は完全に電極４２上へ転載される。
【００６９】
半田ボール１１が離れた静電吸着プレート７３は、表面電位を除電することで、再度、使用することができる。
【００７０】
〔本発明の第４の実施の形態〕
〔半田ボール搭載装置を備えた半田ボール搭載システム〕
ウェーハ４１は、ローダ又はアンローダの位置にて受け渡しが行われるが、一般的に標準化されたウェーハの場合では、キャリア（カセット）、ＰＣＢの場合では、トレー等、に収納されたワークをハンドリングロボットにより１枚ずつ取り出し、又は処理後に収納を行う。ウェーハの場合、例えば、２００ｍｍウェーハにはオープンカセット（市販）を前提としたローダ（アンローダ）を設け、３００ｍｍウェーハにはＦＯＵＰ、ＦＯＳＢ対応のローダ（アンローダ）を設ける。
【００７１】
本発明の実施の形態に係る半田ボール搭載装置は、これを１つのユニットとして、ユニット間ハンドラを用いることで、リフローユニット、冷却ユニット等と合わせて構成される半田ボール搭載システムとすることができる。
【００７２】
図２１は、本発明の第４の実施の形態に係る半田ボール搭載システム２００を示す図である。本発明の半田ボール搭載システム２００は、ローダ（アンローダ）としての待機ユニット３００と、フラックス塗布・ボール搭載ユニット４００と、リフローユニット５００と、冷却ユニット６００と、フラックス塗布ユニット７００と、予備ユニット８００とから構成されている。
【００７３】
初めに、ウェーハ４２は、待機ユニット３００からフラックス塗布・ボール搭載ユニット４００ユニットへ移動され、その後、リフローユニット５００へ移動され、リフローが行われる。かかるシステムによれば、完全窒素雰囲気でのボール搭載とリフローの連続処理が可能となる。
【００７４】
リフロー後、ウェーハ４２は、冷却ユニット６００へ移動され、冷却工程に付される。冷却工程後、フラックス塗布ユニット７００を設けることもできる。フラックス塗布及び再度のリフローにより、濡れにくい鉛フリー半田材料を用いた場合や第一次リフロー（５００）後のバンプ形状の歪み等の問題に対処できる。また、アンロード前に、予備ユニット８００を設けることもでき、スピン洗浄、乾燥、アンダーフィール材のスピン塗布等の工程を追加できる。
【００７５】
また、図示はしていないが、リフローユニット５００前に、半田ボール搭載検査・リペアーユニットを設けてもよい。本発明においては、搭載洩れが発生する確率は低いが、搭載洩れをチェックするための検査工程、さらに、搭載洩れ箇所に半田ボール１１を搭載するためのリペアー工程を設けることができる。検査工程及びリペアー工程は、必要に応じて２回以上行ってもよい。検査機能及びリペアー機能は、半田ボール搭載装置１００に付随させてもよいし、別装置として設けることもできる。このような構成とすることにより、極めて短時間に搭載作業を完了でき、搭載率１００％も比較的容易に達成が可能となる。
【００７６】
〔本発明のその他の実施の形態（変形例）〕
（１）上記第１の実施の形態においては、ウェーハ４１の送りを垂直方式として説明したが、これに限定されるものではなく、上記第３の実施の形態に示すような水平方式であってもよい。
【００７７】
（２）本発明においては、半田ボール被搭載物として、ワーク（プリント基板（ＰＣＢ）、ウェーハ等）単独、或いは２種以上、例えばプリント基板（ＰＣＢ）とウェーハの共用が可能であり、また半田ボール被搭載物のサイズ・形状も種々のサイズ・形状のものに適用できる。また、ワークサイズの設定もユーザにて自由に設計可能である。
【００７８】
〔本発明の実施の形態の効果〕
（１）半田ボール被搭載物の半田ボール搭載位置を光学的な手段を用いて読み取り、電極位置マップを作成しその情報に基づき感光ドラムに半田ボール吸着のための静電潜像を形成し、半田ボールをその位置に吸着させ、半田ボール被搭載物にボールを転写するため、従来のボールパンプ方式のような高度の位置合わせが必要でなくなるとともに、高度の加工精度を必要とする吸着マスクを必要としないので、搭載工程が比較的容易となり、生産コストの削減等に繋がる。
【００７９】
（２）従来のメッキ、印刷方式におけるフォトレジストによるマスクやメタルマスクが不要であるため、生産コスト削減等に繋がる。
【００８０】
（３）バンプ高さの均一性に優れ、かつ、多種多様の材料・大きさの半田ボールに適用することができるため、生産コスト削減、半田ボール搭載の作業時間の大幅減少、歩留まりの上昇、材料選択の柔軟性アップが可能となる。
【００８１】
（４）従来のボールバンプ方式では困難であった、直径１０μｍ〜３００μｍの範囲内、より限定すれば直径３０μｍ〜３００μｍの範囲内、さらに限定すれば直径５０μｍ〜２５０μｍの範囲内の半田ボールを短時間、かつ正確に搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】第１の実施の形態に係る半田ボール搭載装置の概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）はウェーハの全体を示した図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ部位を拡大した図（チップを表わす）である。
【図３】感光ドラムにおける露光工程Ａを示す図である。
【図４】感光ドラムへのボール付着工程Ｂを示す図である。
【図５】ウェーハへのボール転載工程Ｃを示す図である。
【図６】感光ドラムにおける露光工程Ａを示す図である。
【図７】感光ドラムへのボール付着工程Ｂを示す図である。
【図８】ウェーハへのボール転載工程Ｃを示す図である。
【図９】第１の実施の形態に係る半田ボール搭載装置のボール貯留手段を説明するための概略構成図である。
【図１０】図９におけるボール貯留手段の貯留溝部分の詳細図である。
【図１１】図９におけるＣ−Ｃ断面の構成概略図である。
【図１２】図９におけるボール貯留手段のボール輸送管内部の動きを説明するための長手方向断面図である。
【図１３】ボール貯留手段の他の実施の形態（第２の実施の形態）を示した全体図である。
【図１４】図１３のＸ部位を拡大した図である。
【図１５】第３の実施の形態に係る半田ボール搭載装置の概略構成（一部）を示す。
【図１６】第３の実施の形態に係る露光工程Ａを説明するための静電吸着プレート及び感光体の断面模式図である。
【図１７】第３の実施の形態に係る露光工程Ａを説明するための静電吸着プレート及び感光体の断面模式図でる。
【図１８】図１７（ｂ）におけるＹ部の拡大図である。
【図１９】第３の実施の形態に係るボール付着工程Ｂを説明するための静電吸着プレート及びボール貯留手段の断面模式図である。
【図２０】第３の実施の形態に係るボール転載工程Ｃを説明するための静電吸着プレート及びウェーハの断面模式図である。
【図２１】第４の実施の形態に係る半田ボール搭載システムを示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１００：半田ボール搭載装置
１：電極位置読取センサー、２：ＣＰＵ、３：フラックス噴射器
４：感光ドラム、４Ａ：電荷発生層、４Ｂ：電荷輸送層
４Ｂ１，４Ｂ３：表面電位、４Ｂ２，４Ｂ４：露光部表面電位
５：表面電位センサー、６：ＣＰＵ、７：高電圧発生器
８：帯電ローラ、９：露光手段、１０：ボール貯留手段
１０Ａ：電極、１０Ａ１，１０Ａ２：表面電位
１０Ｂ：電荷発生層
１０Ｃ：電荷輸送層、１０Ｃ１，１０Ｃ２：表面電位
１０ａ：貯留溝、１０ｂ：ディンプル電極
１１：半田ボール、１１ａ：ボール雲
１２：ボール帯電手段、１３：ボール転写手段、１４：転写ミスボール回収室
１５：除電器、１６：ボール位置読取センサー
１８：ボール輸送管、１８ａ：−極、１８ｂ：＋極、１８ｃ：絶縁体
２０：チップ、３０：空隙
４０：搬送手段、４１：ウェーハ、４２：電極、４３：封止膜、４４：フラックス
５０：ボール貯留手段、５０Ａ：電極、５０Ｂ：電荷輸送層、５１：上部溝
５２：ボール帯電手段、６０：エアロゾル室、６１：焼結材、６２：空洞
６３：外壁、６４：窒素ガス
７０：ボール貯留手段、７０Ａ：電極、７０Ａ１：表面電位
７３：静電吸着プレート、７３Ａ：透明導電体
７３Ｂ：透明誘電体、７３Ｂ１：表面電位、７３Ｂ２：露光部表面電位
７４：感光体、７４Ａ：透明導電体、７４Ｂ：電荷発生層
７４Ｃ：電荷輸送層、７４Ｃ１：表面電位、７４Ｃ２：露光部表面電位
７６：ボール位置読取センサー、
２００：半田ボール搭載システム
３００：待機ユニット、４００：フラックス塗布・ボール搭載ユニット
５００：リフローユニット、６００：冷却ユニット
７００：フラックス塗布ユニット、８００：予備ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田ボール搭載装置、半田ボール搭載方法及び半田ボール搭載システムに関し、特に、バンプ高さの均一性に優れ、及び多種多様の材料・大きさの半田ボールに適用ができる半田ボール搭載装置、半田ボール搭載方法及び半田ボール搭載システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップと実装基板とを電気的に接続する半田バンプを形成する方法として、フォトレジスト膜を利用しためっき方式や印刷方式、メタルマスクを利用した印刷方式、半田ボールを吸引機で吸引して所定箇所にて半田ボールを落下させて搭載を行うボールバンプ方式等が知られている。
【０００３】
また、近年の半導体装置の高集積化・小型化に対応するため、及びバンプ形成の作業時間の短縮を目的に、ピエゾ素子を利用した開閉手段により溶融状態の半田を押し出して半田ボールを形成する方法（特許文献１参照）や、半田合金材料を構成するインク組成物を用いてインクジェット方式により半田ボールを形成する方法（特許文献２及び特許文献３参照）が提案されている。
【０００４】
特許文献１によれば、半田ボール形成装置の取扱いが容易になる等と記載され、特許文献２及び特許文献３によれば、半田バンプ形成工程における作業時間を大幅に短縮でき、また、３０μｍ以下のバンプ径を実現できる、と記載されている。
【特許文献１】特開２００１−７７１４１号公報
【特許文献２】特開２００４−１７２６１２号公報
【特許文献３】特開２００４−１７４５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のボールバンプ方式によると、半田ボールを被搭載物に搭載する際、半田ボール被搭載物のボール搭載位置と半田ボールを吸引し保持する吸着マスクの吸着ボール位置とを完全に一致させなければならず、同時に搭載するボールの数、ボールの大きさ、並びにその配列ピッチの大小によってその位置合わせには高度な技術が必要となる。搭載する面積が広くなるにつれて累積のピッチ寸法誤差が発生するため、その位置合わせが更に困難となる。当然、多数の半田ボールを吸着するマスクの吸着穴配列加工精度も高度なものが要求される。
【０００６】
また、特許文献１の半田ボール形成方法によると、バンプの高さ・形状が不揃いとなり易いという問題が生じる。半田バンプの高さが不揃い（半田ボール径及び半田ボール形状のバラツキ）であると、電気的接続が一部不良となる可能性があり、また、高さを揃えるために半田バンプを削る等の工程を要し、製造コストのアップに繋がるほか、高さを揃えるための工程が困難である場合もあるため歩留まりが低下する。
【０００７】
また、特許文献２及び特許文献３の半田バンプ形成方法によると、上記の不揃いの問題において誤差を小さくするために１０〜５０ｎｍ以下の粒径の超微粒子材料を噴射することによる３０μｍ以下のバンプ形成を対象としており、直径５０〜３００μｍ程度のバンプ形成には適していない。
【０００８】
さらに、近年の鉛フリー化等の趨勢に対応して、半田ボールの材料選択性の要求に応える必要も生じているが、溶融半田を用いる特許文献１等では材料を換える毎に溶融槽の完全清掃が必要になる等の問題がある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、半田ボール搭載位置の位置合わせに高度な技術を要することなく、かつ、バンプ高さの均一性に優れ、更に多種多様の材料・大きさの半田ボールに適用ができる半田ボール搭載装置、半田ボール搭載方法及び半田ボール搭載システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、半田ボール被搭載物を搬送する搬送手段と、固体状態の複数の半田ボールが貯留されるボール貯留手段と、前記半田ボールを帯電させる半田ボール帯電手段と、前記半田ボールをその表面に付着して、前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所又は所望の箇所の直上へ前記半田ボールを移動させる感光体と、前記感光体の表面における前記所望の箇所に対応する位置の電位を露光によりディスチャージする露光手段と、前記搬送手段の搬送速度と前記感光体の移動速度と前記露光手段による露光を制御する制御手段とを備えることを特徴とする半田ボール搭載装置を提供する。
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するため、半田ボール被搭載物を搬送する搬送手段と、固体状態の複数の半田ボールが貯留されるボール貯留手段と、前記半田ボールを帯電させる半田ボール帯電手段と、前記半田ボールをその表面に付着して、前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所又は所望の箇所の直上へ前記半田ボールを移動させる静電吸着体と、前記静電吸着体へ静電潜像を転写する感光体と、前記感光体の表面における前記所望の箇所に対応する位置の電位を露光によりディスチャージする露光手段と、前記搬送手段の搬送速度と前記静電吸着体の移動速度と前記露光手段による露光を制御する制御手段とを備えることを特徴とする半田ボール搭載装置を提供する。
【００１２】
上記本発明に係る半田ボール搭載装置は、以下の特徴を１つ以上有する半田ボール搭載装置を含む。
（１）前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所の直上へ前記感光体又は前記静電吸着体に付着された前記半田ボールが移動してきたときに、前記半田ボール被搭載物を前記感光体又は前記静電吸着体方向へ移動させるボール転載手段を備える。
（２）前記ボール転載手段はピエゾ素子を利用したピエゾアクチュエータである。
（３）前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所へフラックスを塗布するフラックス塗布手段を備える。
（４）前記フラックス塗布手段はピエゾ素子を利用したインクジェット方式のフラックス噴射器である。
（５）前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所の位置を読み取る位置読取手段を備える。
（６）前記半田ボール帯電手段は、前記感光体又は前記静電吸着体の表面に対向する前記ボール貯留手段の面に設けられた電極の表面電位により前記半田ボールを帯電させる、或いは、前記電極上に形成された電荷発生層の上に形成された電荷輸送層の表面電位により前記半田ボールを帯電させる。
（７）前記ボール貯留手段は、前記感光体又は前記静電吸着体と対向する面に、前記感光体又は前記静電吸着体の移動方向と垂直方向に延びる貯留溝を有する。
（８）前記電極が前記貯留溝の底面に沿って設けられたディンプル状電極である。
（９）前記ボール貯留手段は、前記貯留溝とその両端部において連通する、前記感光体又は前記静電吸着体の移動方向と垂直方向に延びる半田ボール輸送管を有する。
（１０）前記半田ボール輸送管は、当該輸送管内に電界を発生させる電極を有している。
（１１）前記半田ボール輸送管は、水平面に対し、前記半田ボール輸送管内における半田ボールの移動方向に０．３８〜０．７８°傾斜している。
（１２）前記半田ボール輸送管は、前記半田ボール輸送管内における半田ボールの移動方向に開き角度０．６〜０．９°を有している。
（１３）前記ボール貯留手段は、前記半田ボール間の凝集を防止する凝集防止手段を備える。
（１４）前記半田ボールは、直径が１０μｍ〜３００μｍの範囲内である。
（１５）前記所望の箇所は、前記半田ボール被搭載物上の電極が存在する位置である。
【００１３】
また、本発明は、上記目的を達成するため、半田ボール被搭載物上の電極の位置を読み取り電極位置マップを作成する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置にフラックスを塗布する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置に対応する感光体の表面上の位置の電位を露光によりディスチャージする工程と、前記感光体の露光位置にボール貯留手段に貯留されている半田ボールを付着する工程と、前記感光体に付着された半田ボールを前記フラックスが塗布された前記電極の位置に転載する工程とを含み、前記半田ボールを付着する工程は、前記半田ボールを帯電させる工程と、前記感光体と前記ボール貯留手段間に電界を発生させて前記半田ボールを前記感光体へ向かって移動させる工程とを含むことを特徴とする半田ボール搭載方法を提供する。
【００１４】
また、本発明は、上記目的を達成するため、半田ボール被搭載物上の電極の位置を読み取り電極位置マップを作成する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置にフラックスを塗布する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置に対応する感光体の表面上の位置の電位を露光によりディスチャージして静電潜像を形成する工程と、前記感光体に形成された静電潜像を静電吸着体へ転写する工程と、前記静電吸着体にボール貯留手段に貯留されている半田ボールを付着する工程と、前記静電吸着体に付着された半田ボールを前記フラックスが塗布された前記電極の位置に転載する工程とを含み、前記半田ボールを付着する工程は、前記半田ボールを帯電させる工程と、前記静電吸着体と前記ボール貯留手段間に電界を発生させて前記半田ボールを前記静電吸着体へ向かって移動させる工程とを含むことを特徴とする半田ボール搭載方法を提供する。
【００１５】
上記本発明に係る半田ボール搭載方法は、以下の特徴を有する半田ボール搭載方法を含む。
（１）前記電極の位置に転載された半田ボールの有無の検査を行う工程を有する。
【００１６】
また、本発明は、上記目的を達成するため、上記本発明に係る半田ボール搭載装置を備えることを特徴とする半田ボール搭載システムを提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、半田ボール搭載位置の位置合わせに高度な技術を要することなく、かつ、バンプ高さの均一性に優れ、更に多種多様の材料・大きさの半田ボールに適用ができる半田ボール搭載装置及び半田ボール搭載システムの提供が可能となるため、生産コスト削減、半田ボール搭載の作業時間の大幅減少、歩留まりの上昇、材料選択の柔軟性アップ等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔本発明の第１の実施の形態〕
（半田ボール搭載装置の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半田ボール搭載装置の概略構成を示す。この半田ボール搭載装置１００は、搬送手段４０上のウェーハ４１における電極４２の位置を読み取る電極位置読取センサー１と、電極位置読取センサー１からの信号を受信するＣＰＵ２と、ＣＰＵ２から発信された信号に基づきウェーハ４１における電極４２の位置にフラックス４４を噴射するフラックス噴射器３と、その表面が帯電されることが可能な感光ドラム４と、感光ドラム４の表面電位を測定する表面電位センサー５と、表面電位センサー５からの信号を受信するＣＰＵ６と、ＣＰＵ６からの信号を受信する高電圧発生器７と、高電圧発生器７により電圧が印加され、感光ドラム４の表面全体を一様に帯電させる帯電ローラ８と、感光ドラム４の表面にＣＰＵ２からの信号に基づきレーザー光を照射（露光）する露光手段９と、感光ドラム４の露光部位へ付着される複数の半田ボール１１を貯留するボール貯留手段１０と、半田ボール１１を帯電させるボール帯電手段１２と、感光ドラム４の表面に付着された半田ボール１１を電極４２上のフラックス４４側へ転載させるボール転載手段１３と、転載し損ねた半田ボール１１を回収する転載ミスボール回収室１４と、残留電荷を消去するための除電器１５と、半田ボール１１搭載の有無をチェックするボール位置読取センサー１６とを有して概略構成されている。
【００１９】
ＣＰＵ２とＣＰＵ６は、互いに連携して半田ボール搭載装置１００の制御を行っている。ここでは、ＣＰＵ２とＣＰＵ６は図１において別体として記載しているが、一体であることが統一的な制御をする上で望ましい。もちろん、制御する部分毎に分けて、ＣＰＵ２とＣＰＵ６以外の別のＣＰＵを設けてもよい。ＣＰＵ２（ＣＰＵ６）を含む制御手段は、通常、ＲＯＭ、ＲＡＭ等とともに構成され、制御を行っている。ＣＰＵ６は、露光前の感光ドラム４表面の帯電量の検出信号を表面電位センサー５から受け、高電圧発生器７を設定範囲内にフィードバック制御し、帯電ローラ８に印加する電圧の制御を行っている。
【００２０】
フラックス噴射器３には、好ましくは、噴射機構にピエゾ素子を利用したインクジェット方式のフラックス噴射器が用いられる。なお、ここではウェーハ４１における電極４２の位置にフラックス４４を噴射するフラックス噴射器３を用いたが、電極４２の位置にフラックス４４を塗布することができるものであれば、その手段は限定されるものではない。また、半田ボール搭載装置１００とは別体のフラックス塗布装置として設けてもよい。
【００２１】
本実施の形態に係る半田ボール搭載装置１００の一部は、レーザープリンターの技術を応用したものであるところ、感光ドラム４をはじめとして、表面電位センサー５、高電圧発生器７、帯電ローラ８、露光手段９、除電器１５等は、レーザープリンターにおいて通常用いられているものを使用できる。例えば、感光ドラム４としては、セレンドラムやＯＰＣ（Organic Photoconductor）ドラム等を用いることができる。また、露光手段９としては、特開２００２−２１４５５４号公報の図１に示されるような、半導体レーザーアレイ、シリンドリカルレンズ、回転多面鏡（ポリゴンミラー）、トロイダルレンズ、走査レンズ等からなる露光手段やＬＥＤプリントヘッドによる露光手段を用いることができる。所望の箇所に対応する位置の電位をディスチャージすることができるものであれば特に限定されることなく、露光手段として用いることができる。
【００２２】
半田ボール１１は、チップ状の半田を溶かしてボールにする方法や溶融半田を噴射滴下してボールにする方法にて製造した後、バンプ高さの均一化のため、基準となる直径サイズごとに選別し、個々のボールのサイズが所定の誤差範囲内にあるものを用いる。もちろん、このような製造・選別がなされて販売されている市販の半田ボールを使用することもできる。
【００２３】
本実施の形態においては、半田ボール１１の直径はあらゆるサイズのものをその用途・条件等に合わせて使用することができるが、特に、従来のボールバンプ方式では困難であった、直径１０〜３００μｍの範囲内、より限定すれば直径３０〜３００μｍの範囲内、さらに限定すれば直径５０〜２５０μｍの範囲内の半田ボールを短時間、かつ正確に搭載することができる点で優れている。正確に搭載することができるため、ロストボールが極めて少なく、半田ボール材料コストの無駄を防止できる。
【００２４】
また、本実施の形態においては、ロット切り替え作業が極めて容易であるため、銅コアボール、樹脂コアボール、三元系や四元系等の合金からなる鉛フリーボール等の種々の材料からなる半田ボールを適用でき、材料選択性の要求に応えることができる。
【００２５】
半田ボール貯留手段１０は、例えば、直径１００μｍの半田ボール１１が数千万〜１億個程度、貯留されており、ボール帯電手段１２は、半田ボール１１をマイナス、或いはプラスに帯電させるものである。半田ボール貯留手段１０（及びボール帯電手段１２）の詳細については、後述する。
【００２６】
（半田ボール搭載装置の動作）
次に、本実施の形態に係る半田ボール搭載装置１００の動作について説明する。図１に示されるように、ウェーハ４１を下から上へ移動させながら、順次、マップ作成工程（Ｉ）、フラックス塗布工程（II）、ボール転載工程（III）、ボール有無検査工程（IV）が行われる。
【００２７】
図２（ａ）は、ウェーハ４１の全体を示した図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＢ部位を拡大した図であり、チップ２０を表したものである。マップ作成工程（Ｉ）では、電極４２の位置を電極位置読取センサー１により光学的に読み取り、ウェーハ４１全体の電極配列マップを作成する。作成されたマップ情報は、ＣＰＵ２に伝えられる。
【００２８】
フラックス塗布工程（II）では、上述のマップ情報に基づき、フラックス４４をフラックス噴射器３により噴射して電極４２の位置にフラックス４４を滴下塗布する。フラックス４４の塗布は、ピエゾ素子を利用したインクジェット方式にて連続発射して塗布されることが好ましい。これにより、作業時間の大幅短縮が図れ、また、塗布量の無駄も省ける。
【００２９】
塗布量は、搭載するボールサイズに応じて予め決めておき、ボール体積の０．５〜１．５倍を基準に制御する。例えば、１００μｍの半田ボールの場合は、２５０ｐｌ〜７５０ｐｌ、８０μｍの半田ボールの場合は、１３０ｐｌ〜４００ｐｌ、６０μｍの半田ボールの場合は、６０ｐｌ〜１７０ｐｌが望ましい。１回の滴下量をプリセットできるようにしておき、滴下量はその回数で制御する。１回の滴下量を１０ｐｌ、２０ｐｌ、３０ｐｌ、４０ｐｌの４段階の設定が可能にしておき、ボールサイズに応じて約１０回〜２０回程度で必要なフラックスの滴下量を制御する。
【００３０】
塗布に際して、フラックス４４が所望の塗布箇所からはみ出すのを防止するために、ウェーハ４１が低温（好ましくは１５℃〜２０℃）にされていることが好ましい。
【００３１】
ボール転載工程（III）では、フラックス４４が塗布された電極４２の位置に、半田ボール１１を転載させるために、主として、露光工程Ａ、ボール付着工程Ｂ、ボール転載工程Ｃが行われる。
【００３２】
図３及び図６は、感光ドラム４における露光工程Ａを示す図である。なお、表面電位については目視できるものではないが、図３〜図８において、便宜的に、層構造として示している。
図３に示すように、感光ドラム４の表層には、電荷発生層４Ａ及びその上の電荷輸送層４Ｂが存在し、電荷輸送層４Ｂは帯電ローラ８により一様に表面電位４Ｂ１（−３００〜−６００Ｖ程度）に帯電されている。或いは、図６に示すように、一様に表面電位４Ｂ３（＋３００〜＋６００Ｖ程度）に帯電されている。
【００３３】
露光工程Ａは、マップ作成工程（Ｉ）で作成されたマップ情報に基づき、露光手段９によりレーザー光を電極４２に対応する位置に照射し、照射した部位の電位を変化させる（光の照射によって、電荷発生層４Ａよりプラス電荷（或いはマイナス電荷）が発生し、露光部の表面電位をディスチャージする）。これにより、露光部表面電位４Ｂ２，４Ｂ４（−１００〜−１５０Ｖ程度、＋１００〜＋１５０Ｖ程度）と照射されていない部分（表面電位４Ｂ１，４Ｂ３）との電位の高低差が生じ、電極マップ情報に対応する電位分布、すなわち、静電潜像が形成される。
【００３４】
図４及び図７は、感光ドラム４へのボール付着工程Ｂを示す図である。
図４（ａ）及び図７（ａ）では、ボール貯留手段１０の表層には、感光体の表面と対向して、電極１０Ａが存在し、ボール帯電手段１２により電極１０Ａの表面電位１０Ａ１，１０Ａ２が一様にマイナス、或いはプラスに帯電させられている。これにより、空隙３０に存在する半田ボール１１も同様にマイナス、或いはプラスに帯電する。半田ボール１１が帯電すると、近づいてきた感光ドラム４の電荷輸送層４Ｂ表面に存在する露光部表面電位４Ｂ２，４Ｂ４に、半田ボール１１が引き寄せられ付着する。半田ボール１１はすべてマイナス、或いはプラスに帯電しているため、凝集することなく、互いに斥力をもって存在している。
【００３５】
一方、図４（ｂ）及び図７（ｂ）では、ボール貯留手段１０の表層には、電極１０Ａ、電極１０Ａ上の電荷発生層１０Ｂ及びその上の電荷輸送層１０Ｃが存在し、ボール帯電手段１２により電荷輸送層１０Ｃの表面電位１０Ｃ１，１０Ｃ２が一様にマイナス、或いはプラスに帯電させられている。ほかは、図４（ａ）及び図７（ａ）の場合と同様である。
【００３６】
半田ボール被搭載物であるウェーハ４１上の電極４２の位置に対応する感光ドラム４の露光部表面電位４Ｂ２，４Ｂ４に、より確実に半田ボール１１を引き寄せ付着させるために、ボール貯留手段１０と感光ドラム４の間に生ずる電界Ｅによって半田ボール１１の移動を促進する。半田ボール付着方法については、種々の方法を採用することが可能であり、特に限定されるものではない。
【００３７】
図５及び図８は、ウェーハ４１へのボール転載工程Ｃを示す図である。
ウェーハ４１の搬送手段４０の送りと感光ドラム４の回転移動とを先述のマップ情報に基いて同期制御しておき、半田ボール１１を転載させるべき位置へ両者がきたときに（図５（ａ）、８（ａ））、両者の移動を瞬間的に止めて、ウェーハ４１のステージである搬送手段４０をピエゾ素子等を利用したボール転写手段１３により数百ミクロン（半田ボール１１が電極４２表面に接する程度）感光ドラム４側へ移動させ、電極４２上に先に塗布されたフラックス４４に押し付ける（図５（ｂ）、８（ｂ））。適当な時間（例えば、数百ミリ秒）経過後、ウェーハ４１を元の位置に戻す（図５（ｃ）、８（ｃ））。これにより、半田ボール１１はフラックス４４の粘着力（タック力）により感光ドラム４から離れ、電極４２上へ転載される。このとき、フラックス４４の粘着力（タック力）は感光ドラム４への付着力よりも十分に大きいので、半田ボール１１は完全に電極４２上へ転載される。
【００３８】
ボール有無検査工程（IV）では、転載ミスの有無がボール位置読取センサー１６により検査され、万が一転載ミスがあったものについては、再度、同じフローに載せることで、転載ミスのあった部分をリペアする。或いは、ボール有無検査工程（IV）後に、別のリペア工程を設けてもよい。一方、転載ミスの半田ボール１１があった場合の感光ドラム４上の半田ボール１１は、転載ミスボール回収室１４にて回収される。
【００３９】
（ボール貯留手段の構成と動作）
図９は、本発明の第１の実施の形態に係る半田ボール搭載装置のボール貯留手段を説明するための概略構成図である。図１０は、図９におけるボール貯留手段の貯留溝部分の詳細図である。図１１は、図９におけるＣ−Ｃ断面の構成概略図である。また、図１２は、図９におけるボール貯留手段のボール輸送管内部の動きを説明するための長手方向断面図である。
【００４０】
ボール貯留手段１０は、感光体４と対向する面が凹状の曲面とされており、その曲面の中央（最深部）に、感光体４の長手方向（感光体４の移動方向と垂直方向）に延びる貯留溝１０ａを有している。当該貯留溝１０ａの底面（曲面）に沿ってディンプル状のディンプル電極（下部電極）１０ｂが設けられており、感光ドラム（上部電極）４との間で電界を生じさせる。
【００４１】
図１０に示すように、半田ボール１１は貯留溝１０ａの中心部付近に集まり、ボール雲１１ａを形成しているため、感光ドラム４方向への飛翔効率が高まる。
【００４２】
ボール貯留手段１０は、感光体４の長手方向（感光体４の移動方向と垂直方向）に延びる半田ボール輸送管１８を有しており、当該半田ボール輸送管１８は貯留溝１０ａとその両端部において連通している。貯留溝１０ａは、長手方向に僅かに（例えば水平面に対し約０．３８〜０．７８°）傾斜（図９において左側が低く、右側が高い）しており、感光ドラム４に付着しなかった半田ボール１１は少しずつ低部（図中の左側）へ移動し、感光ドラム４の長さを越えたところ（図９におけるボール貯留手段１０の左側端部）で、連通路（図９のＡ部断面における矢印）を介して半田ボール輸送管１８へ移動する。
【００４３】
半田ボール輸送管１８は、図１１に示すように、当該輸送管内に電界を発生させる電極、すなわち、上側のマイナス（−）極１８ａと下側のプラス（＋）極１８ｂを絶縁体１８ｃを挟んで有している。半田ボール輸送管１８は、長手方向（輸送管１８内における半田ボール１１の移動方向）に僅かに（例えば水平面に対し約０．３８〜０．７８°）傾斜している（図９において左側が低く、右側が高い）。また、半田ボール輸送管１８は、長手方向（輸送管１８内における半田ボール１１の移動方向）に開き角度（輸送管１８の下面に対する上面の角度、例えば約０．６〜０．９°）を有している（図９において輸送管１８の左側部分の内径が右側部分の内径よりも小（右側へ行くほど内径が大））。
【００４４】
輸送管１８内の電界（電気力線）は、電極に対し垂直に出て、垂直に入射するため、僅かに開き角度のついた電極間では僅かに曲線を描く。＋極１８ｂによりプラスに帯電した半田ボール１１は電界の電気力線（図１２中の→）に沿って曲線上を飛翔するが、半田ボール１１の速度により僅かにずれて直線状に飛翔することになり図１２中の飛翔軌跡（番号１→６）を辿り、ボールは図中の右側へ移動する。半田ボール１１は、半田ボール輸送管１８内を図中の右側端部（ボール貯留手段１０の右側端部）まで移動したところで、連通路（図９のＢ部断面における矢印）を介して貯留溝１０ａへ移動する。このような機構により、絶えず貯留溝１０ａに半田ボール１１が供給されるようにしている。
【００４５】
半田ボール輸送管１８内は、半田ボール１１の酸化防止のため、窒素ガス雰囲気とされていることが望ましく、例えば、図１２に示すように、半田ボール輸送管１８の図中における左側（半田ボール１１の移動開始側）から、Ｎ２ガスを流すことにより窒素ガス雰囲気とする。
【００４６】
〔本発明の第２の実施の形態〕
（ボール貯留手段の他の実施の形態）
図１３は、ボール貯留手段の他の実施の形態を示した全体図であり、図１４は、ボール貯留手段について図１３のＸ部位を拡大した図を示したものである。ボール貯留手段５０は、個々の半田ボール１１が静電気力等により凝集するのを防止する凝集防止手段を備えている。凝集防止手段として、多孔質基材である焼結材６１、エアロゾル室６０へ供給される窒素ガス６４をイオン化するためのイオナイザー（図示せず）、窒素ガス供給手段（図示せず）、窒素ガス通路（図示せず）などを備える。
【００４７】
すなわち、ボール貯留手段５０は、半田ボール１１が供給されるエアロゾル室６０を有しており、エアロゾル室６０の壁は焼結材６１により構成されている。エアロゾル室６０の外側には外壁６３が存在し、エアロゾル室６０の壁と外壁６３の間には空洞６２が形成されている。外壁６３の材質は特に限定されるものではないが、Ａｌ系セラミックス等を使用することができる。外壁６３の隙間（穴、溝など）からは窒素ガス６４が導入され、導入された窒素ガス６４は、焼結材６１を介して（透過して）エアロゾル室６０へ送り込まれる。窒素ガス６４の導入口は外壁６３の底面に限られず、側面であってもよいが、空洞６２に通じていなければならない。
【００４８】
数μｍ〜数百μｍオーダの半田ボール１１では、静電気力、ファンデルワールス力、液架橋力等の重力以外の力が支配的となり、半田ボール１１同士の凝集が生じる。そこで、かかる凝集を防止するために、イオン化した窒素ガス６４を送り込むことにより、個々の半田ボール１１を除電して、半田ボール１１の集合体を流動化させる。エアロゾル室６０へ送り込まれた窒素ガス６４は、半田ボール１１同士の凝集を防止するとともに、上部溝５１まで半田ボール１１が飛翔することを補助する。上部溝５１は上部がドーム状に形成されたエアロゾル室６０の頂上部に設け、半田ボール１１の直径の６〜１０倍程度の溝幅とすることが望ましい。
【００４９】
窒素ガス６４の流量と圧力を適当に制御することにより、半田ボール１１はエアロゾル室６０内で空中に浮き、個々の半田ボール１１が自由運動状態となり浮遊する。上部溝５１まで飛翔して、エアロゾル室６０の外へ出た半田ボール１１は、電極５０Ａの表層の電荷輸送層５０Ｂ上にて、前述の方法と同様にして、ボール帯電手段５２によりプラスに帯電させられる。そして、帯電した半田ボール１１は、感光ドラム４の表層の所定部位（図７と同様であり、半田ボール１１をマイナスに帯電させた場合には図４と同様である。）に付着される。
【００５０】
ここでは、イオン化した窒素ガス６４を用いたが、これに限られるものではなく、そのほかの不活性ガスを適用することもできる。また、エアロゾル室６０内をエチルアルコール等のアルコール雰囲気とすることによりボール間の凝集を防止して半田ボール１１を流動化させる方法を取ることもできる。
【００５１】
また、凝集防止手段は、上記の構成に限られず、個々の半田ボール１１が凝集することを防止できればあらゆる手段を適用することができ、例えば、ボール貯留手段５０に振動を生じさせる手段を設けることにより凝集防止ができる。
【００５２】
〔本発明の第３の実施の形態〕
（ボール転載工程（III）に係る他の実施の形態）
（半田ボール搭載装置の構成）
図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る半田ボール搭載装置の概略構成（一部）を示す。図１５では、第１の実施の形態と異なる部分、すなわち、ボール転載工程（III）（露光工程Ａ、ボール付着工程Ｂ、ボール転載工程Ｃ）における半田ボール搭載装置の構成を概略図にて示した。
【００５３】
本実施の形態に係る半田ボール搭載装置は、感光体７４から静電転写を受ける静電吸着プレート７３を備えており、第１の実施の形態に係る半田ボール搭載装置１００が感光ドラム４により半田ボール１１をウェーハ４１上の所望の箇所又は所望の箇所の直上へ移動させているのに対し、感光体７４から静電転写を受けた静電吸着プレート７３により半田ボール１１をウェーハ４１上の所望の箇所又は所望の箇所の直上へ移動させている点で相違している。これにより、露光工程Ａのみを暗室で行なえばよく、ボール付着工程Ｂおよびボール転載工程Ｃは暗室で行う必要がなくなるため、第１の実施の形態よりも暗室での操作を減らすことができ、操作性がアップする。
【００５４】
静電吸着プレート７３としては、例えば、平板状であり、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等の透明導電性材料を用い、蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の方法により形成した透明導電体７３Ａ上に、透明性を有するポリカーボネート、エポキシ等からなる透明誘電体７３Ｂを接着したものを用いることができる。透明導電体７３Ａおよび透明誘電体７３Ｂは、半透明であってもよく、感光体７４側に露光手段９を設けた場合には（図１６（ｂ）参照）、透明（半透明）でなくてもよい。
【００５５】
感光体７４としては、例えば、平板状であり、透明導電体７３Ａ同様の透明導電体７４Ａ上に、第１の実施の形態にて説明したのと同様の電荷発生層７４Ｂ、電荷輸送層７４Ｃを設けたものを用いることができる。透明導電体７４Ａは、半透明であってもよく、静電吸着プレート７３側に露光手段９を設けた場合には（図１７（ｂ）参照）、透明（半透明）でなくてもよい。
【００５６】
（半田ボール搭載装置の動作）
次に、本実施の形態に係る半田ボール搭載装置の動作について説明する。マップ作成工程（Ｉ）、フラックス塗布工程（II）、ボール有無検査工程（IV）については第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。なお、ウェーハ４１の送りは、第１の実施の形態のような垂直方式ではなく、ここでは水平方式を採用している。
【００５７】
ボール転載工程（III）では、図１５に示すように、ウェーハ４１上（フラックス４４が塗布された電極４２の位置）に、半田ボール１１を転載するために、主として、露光工程Ａ、ボール付着工程Ｂ、ボール転載工程Ｃが行われる。
【００５８】
図１６及び図１７は、第３の実施の形態に係る露光工程Ａを説明するための静電吸着プレート及び感光体の断面模式図であり、図１８は、図１７（ｂ）におけるＹ部の拡大図である。なお、表面電位については目視できるものではないが、図３〜図８と同様、図１６〜図２０においても、便宜的に、層構造として示している。
【００５９】
露光工程Ａでは、まず、図１６，１７（ａ）に示すように、静電吸着プレート７３および感光体７４の表層が、帯電ローラ８により一様に表面電位７３Ｂ１，７４Ｃ１（−３００〜−６００Ｖ程度）に帯電される。或いは、前述の図６に示したように、半田ボール１１をプラスに帯電させる場合には、一様に表面電位（＋３００〜＋６００Ｖ程度）に帯電させてもよい。
【００６０】
次に、図１６（ｂ）（ｃ），図１７（ｂ）（ｃ）および図１８に示すように、マップ作成工程（Ｉ）で作成されたマップ情報に基づき、感光体７４の下部又は静電吸着プレート７３の上部に設けられた露光手段９によりレーザー光を電極４２に対応する位置に照射し、照射した部位の電位を変化させる（光の照射によって、電荷発生層７４Ｂよりプラス電荷（或いはマイナス電荷）が発生し、露光部の表面電位をディスチャージする）。これにより、露光部表面電位７４Ｃ２（−１００〜−１５０Ｖ程度、表面電位７４Ｃ１が＋３００〜＋６００Ｖ程度の場合は＋１００〜＋１５０Ｖ程度）と照射されていない部分（表面電位７４Ｃ１）との電位の高低差が生じ、電極マップ情報に対応する電位分布、すなわち、静電潜像が形成される。
【００６１】
次に、図１６（ｄ），図１７（ｄ）に示すように、静電吸着プレート７３と感光体７４とを近づけることで、或いは予め近づけておくことで、感光体７４に形成された静電潜像が放電により静電吸着プレート７３に転写されてその表面上に露光部表面電位７３Ｂ２が生じる。静電潜像が形成された静電吸着プレート７３は、暗室から外部へ運び出されてボール貯留手段７０の直上まで移動する。
【００６２】
図１９は、第３の実施の形態に係るボール付着工程Ｂを説明するための静電吸着プレート及びボール貯留手段の断面模式図である。
【００６３】
ボール貯留手段７０としては、例えば、静電吸着プレート７３のボール付着対象領域面積よりも開口面積が広いボックスの全面に半田ボール１１を貯留させたものを用いることができる。ボックス内では、振動やエアー（窒素ガス）等により半田ボール１１同士の凝集を防止する構成としてもよい。
【００６４】
また、ボール貯留手段７０の表層には、静電吸着プレート７３の表面と対向して、電極７０Ａが存在し、ボール帯電手段１２により電極７０Ａの表面電位７０Ａ１が一様にマイナス（或いはプラス）に帯電させられている。これにより、空隙３０に存在する半田ボール１１も同様にマイナス（或いはプラス）に帯電する。半田ボール１１が帯電すると、近づいてきた静電吸着プレート７３の透明誘電体７３Ｂ表面に存在する露光部表面電位７３Ｂ２に、半田ボール１１が引き寄せられ付着する。半田ボール１１はすべてマイナス（或いはプラス）に帯電しているため、凝集することなく、互いに斥力をもって存在している。
【００６５】
半田ボール被搭載物であるウェーハ４１上の電極４２の位置に対応する静電吸着プレート７３の露光部表面電位７３Ｂ２に、より確実に半田ボール１１を引き寄せ付着させるために、ボール貯留手段７０と静電吸着プレート７３の間に生ずる電界Ｅによって半田ボール１１の移動を促進する。半田ボール付着方法については、種々の方法を採用することが可能であり、特に限定されるものではない。
【００６６】
半田ボール１１が付着された静電吸着プレート７３は、その場で、或いは移動して、ボール位置読取センサー７６によりボール付着位置が確認され、付着漏れが発見された場合には、付着漏れ部位に半田ボール１１を付着する措置が取られる（例えば、静電吸着プレート７３をボール貯留手段７０上に戻す）。
【００６７】
図２０は、第３の実施の形態に係るボール転載工程Ｃを説明するための静電吸着プレート及びウェーハの断面模式図である。
【００６８】
ウェーハ４１の搬送手段４０の送りと静電吸着プレート７３の送りとを先述のマップ情報に基いて同期制御しておき、半田ボール１１を転載させるべき位置へ両者が来たときに（図２０（ａ））、両者の移動を瞬間的に止めて、ウェーハ４１のステージである搬送手段４０をピエゾ素子等を利用したボール転写手段１３により数百ミクロン（半田ボール１１が電極４２表面に接する程度）静電吸着プレート７３側へ移動させ、電極４２上に先に塗布されたフラックス４４に押し付ける（図２０（ｂ））。適当な時間（例えば、数百ミリ秒）経過後、ウェーハ４１を元の位置に戻す（図２０（ｃ））。これにより、半田ボール１１はフラックス４４の粘着力（タック力）により静電吸着プレート７３から離れ、電極４２上へ転載される。このとき、フラックス４４の粘着力（タック力）は静電吸着プレート７３への付着力よりも十分に大きいので、半田ボール１１は完全に電極４２上へ転載される。
【００６９】
半田ボール１１が離れた静電吸着プレート７３は、表面電位を除電することで、再度、使用することができる。
【００７０】
〔本発明の第４の実施の形態〕
〔半田ボール搭載装置を備えた半田ボール搭載システム〕
ウェーハ４１は、ローダ又はアンローダの位置にて受け渡しが行われるが、一般的に標準化されたウェーハの場合では、キャリア（カセット）、ＰＣＢの場合では、トレー等、に収納されたワークをハンドリングロボットにより１枚ずつ取り出し、又は処理後に収納を行う。ウェーハの場合、例えば、２００ｍｍウェーハにはオープンカセット（市販）を前提としたローダ（アンローダ）を設け、３００ｍｍウェーハにはＦＯＵＰ、ＦＯＳＢ対応のローダ（アンローダ）を設ける。
【００７１】
本発明の実施の形態に係る半田ボール搭載装置は、これを１つのユニットとして、ユニット間ハンドラを用いることで、リフローユニット、冷却ユニット等と合わせて構成される半田ボール搭載システムとすることができる。
【００７２】
図２１は、本発明の第４の実施の形態に係る半田ボール搭載システム２００を示す図である。本発明の半田ボール搭載システム２００は、ローダ（アンローダ）としての待機ユニット３００と、フラックス塗布・ボール搭載ユニット４００と、リフローユニット５００と、冷却ユニット６００と、フラックス塗布ユニット７００と、予備ユニット８００とから構成されている。
【００７３】
初めに、ウェーハ４２は、待機ユニット３００からフラックス塗布・ボール搭載ユニット４００ユニットへ移動され、その後、リフローユニット５００へ移動され、リフローが行われる。かかるシステムによれば、完全窒素雰囲気でのボール搭載とリフローの連続処理が可能となる。
【００７４】
リフロー後、ウェーハ４２は、冷却ユニット６００へ移動され、冷却工程に付される。冷却工程後、フラックス塗布ユニット７００を設けることもできる。フラックス塗布及び再度のリフローにより、濡れにくい鉛フリー半田材料を用いた場合や第一次リフロー（５００）後のバンプ形状の歪み等の問題に対処できる。また、アンロード前に、予備ユニット８００を設けることもでき、スピン洗浄、乾燥、アンダーフィール材のスピン塗布等の工程を追加できる。
【００７５】
また、図示はしていないが、リフローユニット５００前に、半田ボール搭載検査・リペアーユニットを設けてもよい。本発明においては、搭載洩れが発生する確率は低いが、搭載洩れをチェックするための検査工程、さらに、搭載洩れ箇所に半田ボール１１を搭載するためのリペアー工程を設けることができる。検査工程及びリペアー工程は、必要に応じて２回以上行ってもよい。検査機能及びリペアー機能は、半田ボール搭載装置１００に付随させてもよいし、別装置として設けることもできる。このような構成とすることにより、極めて短時間に搭載作業を完了でき、搭載率１００％も比較的容易に達成が可能となる。
【００７６】
〔本発明のその他の実施の形態（変形例）〕
（１）上記第１の実施の形態においては、ウェーハ４１の送りを垂直方式として説明したが、これに限定されるものではなく、上記第３の実施の形態に示すような水平方式であってもよい。
【００７７】
（２）本発明においては、半田ボール被搭載物として、ワーク（プリント基板（ＰＣＢ）、ウェーハ等）単独、或いは２種以上、例えばプリント基板（ＰＣＢ）とウェーハの共用が可能であり、また半田ボール被搭載物のサイズ・形状も種々のサイズ・形状のものに適用できる。また、ワークサイズの設定もユーザにて自由に設計可能である。
【００７８】
〔本発明の実施の形態の効果〕
（１）半田ボール被搭載物の半田ボール搭載位置を光学的な手段を用いて読み取り、電極位置マップを作成しその情報に基づき感光ドラムに半田ボール吸着のための静電潜像を形成し、半田ボールをその位置に吸着させ、半田ボール被搭載物にボールを転写するため、従来のボールパンプ方式のような高度の位置合わせが必要でなくなるとともに、高度の加工精度を必要とする吸着マスクを必要としないので、搭載工程が比較的容易となり、生産コストの削減等に繋がる。
【００７９】
（２）従来のメッキ、印刷方式におけるフォトレジストによるマスクやメタルマスクが不要であるため、生産コスト削減等に繋がる。
【００８０】
（３）バンプ高さの均一性に優れ、かつ、多種多様の材料・大きさの半田ボールに適用することができるため、生産コスト削減、半田ボール搭載の作業時間の大幅減少、歩留まりの上昇、材料選択の柔軟性アップが可能となる。
【００８１】
（４）従来のボールバンプ方式では困難であった、直径１０μｍ〜３００μｍの範囲内、より限定すれば直径３０μｍ〜３００μｍの範囲内、さらに限定すれば直径５０μｍ〜２５０μｍの範囲内の半田ボールを短時間、かつ正確に搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】第１の実施の形態に係る半田ボール搭載装置の概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）はウェーハの全体を示した図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ部位を拡大した図（チップを表わす）である。
【図３】感光ドラムにおける露光工程Ａを示す図である。
【図４】感光ドラムへのボール付着工程Ｂを示す図である。
【図５】ウェーハへのボール転載工程Ｃを示す図である。
【図６】感光ドラムにおける露光工程Ａを示す図である。
【図７】感光ドラムへのボール付着工程Ｂを示す図である。
【図８】ウェーハへのボール転載工程Ｃを示す図である。
【図９】第１の実施の形態に係る半田ボール搭載装置のボール貯留手段を説明するための概略構成図である。
【図１０】図９におけるボール貯留手段の貯留溝部分の詳細図である。
【図１１】図９におけるＣ−Ｃ断面の構成概略図である。
【図１２】図９におけるボール貯留手段のボール輸送管内部の動きを説明するための長手方向断面図である。
【図１３】ボール貯留手段の他の実施の形態（第２の実施の形態）を示した全体図である。
【図１４】図１３のＸ部位を拡大した図である。
【図１５】第３の実施の形態に係る半田ボール搭載装置の概略構成（一部）を示す。
【図１６】第３の実施の形態に係る露光工程Ａを説明するための静電吸着プレート及び感光体の断面模式図である。
【図１７】第３の実施の形態に係る露光工程Ａを説明するための静電吸着プレート及び感光体の断面模式図でる。
【図１８】図１７（ｂ）におけるＹ部の拡大図である。
【図１９】第３の実施の形態に係るボール付着工程Ｂを説明するための静電吸着プレート及びボール貯留手段の断面模式図である。
【図２０】第３の実施の形態に係るボール転載工程Ｃを説明するための静電吸着プレート及びウェーハの断面模式図である。
【図２１】第４の実施の形態に係る半田ボール搭載システムを示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１００：半田ボール搭載装置
１：電極位置読取センサー、２：ＣＰＵ、３：フラックス噴射器
４：感光ドラム、４Ａ：電荷発生層、４Ｂ：電荷輸送層
４Ｂ１，４Ｂ３：表面電位、４Ｂ２，４Ｂ４：露光部表面電位
５：表面電位センサー、６：ＣＰＵ、７：高電圧発生器
８：帯電ローラ、９：露光手段、１０：ボール貯留手段
１０Ａ：電極、１０Ａ１，１０Ａ２：表面電位
１０Ｂ：電荷発生層
１０Ｃ：電荷輸送層、１０Ｃ１，１０Ｃ２：表面電位
１０ａ：貯留溝、１０ｂ：ディンプル電極
１１：半田ボール、１１ａ：ボール雲
１２：ボール帯電手段、１３：ボール転写手段、１４：転写ミスボール回収室
１５：除電器、１６：ボール位置読取センサー
１８：ボール輸送管、１８ａ：−極、１８ｂ：＋極、１８ｃ：絶縁体
２０：チップ、３０：空隙
４０：搬送手段、４１：ウェーハ、４２：電極、４３：封止膜、４４：フラックス
５０：ボール貯留手段、５０Ａ：電極、５０Ｂ：電荷輸送層、５１：上部溝
５２：ボール帯電手段、６０：エアロゾル室、６１：焼結材、６２：空洞
６３：外壁、６４：窒素ガス
７０：ボール貯留手段、７０Ａ：電極、７０Ａ１：表面電位
７３：静電吸着プレート、７３Ａ：透明導電体
７３Ｂ：透明誘電体、７３Ｂ１：表面電位、７３Ｂ２：露光部表面電位
７４：感光体、７４Ａ：透明導電体、７４Ｂ：電荷発生層
７４Ｃ：電荷輸送層、７４Ｃ１：表面電位、７４Ｃ２：露光部表面電位
７６：ボール位置読取センサー、
２００：半田ボール搭載システム
３００：待機ユニット、４００：フラックス塗布・ボール搭載ユニット
５００：リフローユニット、６００：冷却ユニット
７００：フラックス塗布ユニット、８００：予備ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半田ボール被搭載物を搬送する搬送手段と、固体状態の複数の半田ボールが貯留されるボール貯留手段と、前記半田ボールを帯電させる半田ボール帯電手段と、前記半田ボールをその表面に付着して、前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所又は所望の箇所の直上へ前記半田ボールを移動させる感光体と、前記感光体の表面における前記所望の箇所に対応する位置の電位を露光によりディスチャージする露光手段と、前記搬送手段の搬送速度と前記感光体の移動速度と前記露光手段による露光を制御する制御手段とを備えることを特徴とする半田ボール搭載装置。
【請求項２】
半田ボール被搭載物を搬送する搬送手段と、固体状態の複数の半田ボールが貯留されるボール貯留手段と、前記半田ボールを帯電させる半田ボール帯電手段と、前記半田ボールをその表面に付着して、前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所又は所望の箇所の直上へ前記半田ボールを移動させる静電吸着体と、前記静電吸着体へ静電潜像を転写する感光体と、前記感光体の表面における前記所望の箇所に対応する位置の電位を露光によりディスチャージする露光手段と、前記搬送手段の搬送速度と前記静電吸着体の移動速度と前記露光手段による露光を制御する制御手段とを備えることを特徴とする半田ボール搭載装置。
【請求項３】
前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所の直上へ前記感光体又は前記静電吸着体に付着された前記半田ボールが移動してきたときに、前記半田ボール被搭載物を前記感光体又は前記静電吸着体方向へ移動させるボール転載手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項４】
前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所へフラックスを塗布するフラックス塗布手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項５】
前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所の位置を読み取る位置読取手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項６】
前記半田ボール帯電手段は、前記感光体又は前記静電吸着体の表面に対向する前記ボール貯留手段の面に設けられた電極の表面電位により前記半田ボールを帯電させる、或いは、前記電極上に形成された電荷発生層の上に形成された電荷輸送層の表面電位により前記半田ボールを帯電させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項７】
前記ボール貯留手段は、前記感光体又は前記静電吸着体と対向する面に、前記感光体又は前記静電吸着体の移動方向と垂直方向に延びる貯留溝を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項８】
前記電極が前記貯留溝の底面に沿って設けられたディンプル状電極であることを特徴とする請求項７に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項９】
前記ボール貯留手段は、前記貯留溝とその両端部において連通する、前記感光体又は前記静電吸着体の移動方向と垂直方向に延びる半田ボール輸送管を有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項１０】
前記半田ボール輸送管は、当該輸送管内に電界を発生させる電極を有していることを特徴とする請求項９に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項１１】
前記半田ボール輸送管は、水平面に対し、前記半田ボール輸送管内における半田ボールの移動方向に０．３８〜０．７８°傾斜していることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項１２】
前記半田ボール輸送管は、前記半田ボール輸送管内における半田ボールの移動方向に開き角度０．６〜０．９°を有していることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項１３】
半田ボール被搭載物上の電極の位置を読み取り電極位置マップを作成する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置にフラックスを塗布する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置に対応する感光体の表面上の位置の電位を露光によりディスチャージする工程と、前記感光体の露光位置にボール貯留手段に貯留されている半田ボールを付着する工程と、前記感光体に付着された半田ボールを前記フラックスが塗布された前記電極の位置に転載する工程とを含み、
前記半田ボールを付着する工程は、前記半田ボールを帯電させる工程と、前記感光体と前記ボール貯留手段間に電界を発生させて前記半田ボールを前記感光体へ向かって移動させる工程とを含むことを特徴とする半田ボール搭載方法。
【請求項１４】
半田ボール被搭載物上の電極の位置を読み取り電極位置マップを作成する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置にフラックスを塗布する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置に対応する感光体の表面上の位置の電位を露光によりディスチャージして静電潜像を形成する工程と、前記感光体に形成された静電潜像を静電吸着体へ転写する工程と、前記静電吸着体にボール貯留手段に貯留されている半田ボールを付着する工程と、前記静電吸着体に付着された半田ボールを前記フラックスが塗布された前記電極の位置に転載する工程とを含み、
前記半田ボールを付着する工程は、前記半田ボールを帯電させる工程と、前記静電吸着体と前記ボール貯留手段間に電界を発生させて前記半田ボールを前記静電吸着体へ向かって移動させる工程とを含むことを特徴とする半田ボール搭載方法。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の半田ボール搭載装置を備えることを特徴とする半田ボール搭載システム。
【請求項１】
半田ボール被搭載物を搬送する搬送手段と、固体状態の複数の半田ボールが貯留されるボール貯留手段と、前記半田ボールを帯電させる半田ボール帯電手段と、前記半田ボールをその表面に付着して、前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所又は所望の箇所の直上へ前記半田ボールを移動させる感光体と、前記感光体の表面における前記所望の箇所に対応する位置の電位を露光によりディスチャージする露光手段と、前記搬送手段の搬送速度と前記感光体の移動速度と前記露光手段による露光を制御する制御手段とを備えることを特徴とする半田ボール搭載装置。
【請求項２】
半田ボール被搭載物を搬送する搬送手段と、固体状態の複数の半田ボールが貯留されるボール貯留手段と、前記半田ボールを帯電させる半田ボール帯電手段と、前記半田ボールをその表面に付着して、前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所又は所望の箇所の直上へ前記半田ボールを移動させる静電吸着体と、前記静電吸着体へ静電潜像を転写する感光体と、前記感光体の表面における前記所望の箇所に対応する位置の電位を露光によりディスチャージする露光手段と、前記搬送手段の搬送速度と前記静電吸着体の移動速度と前記露光手段による露光を制御する制御手段とを備えることを特徴とする半田ボール搭載装置。
【請求項３】
前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所の直上へ前記感光体又は前記静電吸着体に付着された前記半田ボールが移動してきたときに、前記半田ボール被搭載物を前記感光体又は前記静電吸着体方向へ移動させるボール転載手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項４】
前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所へフラックスを塗布するフラックス塗布手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項５】
前記半田ボール被搭載物上の所望の箇所の位置を読み取る位置読取手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項６】
前記半田ボール帯電手段は、前記感光体又は前記静電吸着体の表面に対向する前記ボール貯留手段の面に設けられた電極の表面電位により前記半田ボールを帯電させる、或いは、前記電極上に形成された電荷発生層の上に形成された電荷輸送層の表面電位により前記半田ボールを帯電させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項７】
前記ボール貯留手段は、前記感光体又は前記静電吸着体と対向する面に、前記感光体又は前記静電吸着体の移動方向と垂直方向に延びる貯留溝を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項８】
前記電極が前記貯留溝の底面に沿って設けられたディンプル状電極であることを特徴とする請求項７に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項９】
前記ボール貯留手段は、前記貯留溝とその両端部において連通する、前記感光体又は前記静電吸着体の移動方向と垂直方向に延びる半田ボール輸送管を有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項１０】
前記半田ボール輸送管は、当該輸送管内に電界を発生させる電極を有していることを特徴とする請求項９に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項１１】
前記半田ボール輸送管は、水平面に対し、前記半田ボール輸送管内における半田ボールの移動方向に０．３８〜０．７８°傾斜していることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項１２】
前記半田ボール輸送管は、前記半田ボール輸送管内における半田ボールの移動方向に開き角度０．６〜０．９°を有していることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の半田ボール搭載装置。
【請求項１３】
半田ボール被搭載物上の電極の位置を読み取り電極位置マップを作成する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置にフラックスを塗布する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置に対応する感光体の表面上の位置の電位を露光によりディスチャージする工程と、前記感光体の露光位置にボール貯留手段に貯留されている半田ボールを付着する工程と、前記感光体に付着された半田ボールを前記フラックスが塗布された前記電極の位置に転載する工程とを含み、
前記半田ボールを付着する工程は、前記半田ボールを帯電させる工程と、前記感光体と前記ボール貯留手段間に電界を発生させて前記半田ボールを前記感光体へ向かって移動させる工程とを含むことを特徴とする半田ボール搭載方法。
【請求項１４】
半田ボール被搭載物上の電極の位置を読み取り電極位置マップを作成する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置にフラックスを塗布する工程と、前記電極位置マップに基づき前記電極の位置に対応する感光体の表面上の位置の電位を露光によりディスチャージして静電潜像を形成する工程と、前記感光体に形成された静電潜像を静電吸着体へ転写する工程と、前記静電吸着体にボール貯留手段に貯留されている半田ボールを付着する工程と、前記静電吸着体に付着された半田ボールを前記フラックスが塗布された前記電極の位置に転載する工程とを含み、
前記半田ボールを付着する工程は、前記半田ボールを帯電させる工程と、前記静電吸着体と前記ボール貯留手段間に電界を発生させて前記半田ボールを前記静電吸着体へ向かって移動させる工程とを含むことを特徴とする半田ボール搭載方法。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の半田ボール搭載装置を備えることを特徴とする半田ボール搭載システム。
【図１】
【図２】
【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１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図８】
【図９】
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【図１１】
【図１２】
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【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００７−２８１４０２（Ｐ２００７−２８１４０２Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３５４３１（Ｐ２００６−１３５４３１）
【出願日】平成１８年５月１５日（２００６．５．１５）
【出願人】（５９０００６３４３）株式会社和井田製作所 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１５日（２００６．５．１５）
【出願人】（５９０００６３４３）株式会社和井田製作所 (20)
【Ｆターム（参考）】
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