CN102789992B - 使用掩模将导电性球搭载到工件上的方法及球搭载装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够矫正工件的翘曲，且高精度地搭载导电性球的方法及球搭载装置。球搭载装置（1）包括：掩模（10），其具有用于将导电性球（B）搭载到工件（100）上的多个开口（12）；保持台（31），其支承工件的至少下表面侧，且控制工件相对于掩模的位置；填充头（5），其沿掩模的上表面（11）移动，将导电性球分别填充到掩模的多个开口内；冷却装置（60），其从与填充头的移动路径互不干扰的位置冷却掩模。在该球搭载装置中，在利用保持台加热工件的状态下，边抽吸并支承工件边使工件与掩模对齐，且边利用冷却装置冷却掩模边利用填充头将导电性球搭载到工件上。

Description

使用掩模将导电性球搭载到工件上的方法及球搭载装置

技术领域

本发明涉及一种使用掩模将导电性球搭载到工件上的方法及球搭载装置。

背景技术

在专利文献1中记载有如下内容，即，提供一种电子构件的安装方法，该安装方法中，在基板的上表面上形成密封芯片的合成树脂模制体并且使在该基板的下表面上形成凸点而构成电子构件，将该电子构件的凸点与印刷电路板的电极相接合，对该凸点加热而使该凸点熔融进而固定在印刷电路板的电极上，该电子构件的安装方法能够消除因电子构件的翘曲所造成的固定次品的产生。在专利文献1中还记载有如下内容，即，求出因基板与模制体的热膨胀率的差异引起的电子构件的翘曲的大小和加热温度之间的相关关系，并且求出凸点与印刷电路板的电极间的接合不良率和翘曲的大小之间的相关关系，根据该相关关系，求出不会产生由电子构件的翘曲引起的接合不良的加热温度，将电子构件加热至该加热温度以上，使凸点熔融而固定在电极上。

专利文献1：日本特开平08—236918号公报

层叠型半导体装置（半导体器件）存在有由所搭载的各半导体装置（芯片）的不均匀性和／或搭载有芯片的中继基板的布线密度等引起的不均匀性所造成的翘曲。

连接有层叠型的半导体器件或多个半导体器件的基板的翘曲不止在利用回流焊等将半导体装置安装于印刷电路板等时会产生问题，在使用掩模搭载（安装）焊球等导电性球而制造半导体装置时也会产生问题。即，在半导体器件的制造过程中，近年来，研究采用如下方法，即，为了安装导电性球，在掩膜上设置多个开口，该掩膜发挥模板功的能，利用该掩膜将微小的导电性球，例如将直径1mm以下的导电性球，具体地说，将直径10μm～500μm左右的导电性球搭载到基板的表面上。此时，仅因在半导体器件或基板（以后总称为基板）上存在有微小的翘曲，便难以控制基板与掩模之间的间隙，存在有导电性球进入到形成在掩模与基板之间的间隙内的可能性。有可能产生上述的球成为迷失球而被配置在相对于基板上所期望的位置偏移了的位置上，或被配置在不需要的位置上（形成双球）等的问题。

而且，近年来，开发有被称为无芯结构或无基板结构的半导体的封装技术。无芯结构的1种类型是废除芯层，仅以多个布线层（积层层）的结构作为基板，代替以往的包含有以封装基板（中继基板）等以玻璃环氧层作为芯层的基板，进行硅芯片的安装，且利用密封树脂（模制树脂）进行封装的结构。由于没有作为支承体的芯层，因此该结构易于翘曲，但是同时也被承认有抑制电源噪声、降低制造成本等的各种优点。

无基板结构的1种类型是晶圆级别的封装（WLP），是在超过芯片面积的大范围区域内形成二次布线层的扇出型的WLP。在扇出型的WLP中，由于利用铜等布线材料所形成的二次布线层与硅芯片一起被封装，因此作为封装体整体难以降低翘曲。

发明内容

因而，将上述的基板或封装体作为工件（工件零件），为了将导电性球搭载到上述工件上，谋求有以工件翘曲为前提的、搭载导电性球的技术。

本发明的一技术方案是一种方法，该方法是包括借助具有用于搭载导电性球的多个开口的掩模而将导电性球搭载到工件上的方法，其中，搭载过程中，利用支承工件的至少下表面侧的、含有加热工件的机构的移动体，边加热工件边使工件与掩模的下表面相对，并且，边利用冷却装置冷却上述掩模边沿掩模的上表面移动填充头，将导电性球分别填充到掩模的多个开口内。

在该方法中，通过将导电性球填充到掩模的开口来将导电性球搭载到工件上时，通过利用支承工件的移动体加热工件，能够缓和工件的翘曲。通过抑制工件的翘曲，易于进行工件与掩模之间的距离（间隙）的控制，但是另一方面，由于被加热的工件位于掩模的附近，或被加热的工件与掩模相接触，因此掩模的温度上升。若掩模的温度上升，则掩模的精度因热膨胀而下降，或存在有在掩模上产生变形的可能性，使搭载导电性球的位置的精度降低，难以进行掩模与工件之间的距离的控制。因而，在本方法中，当利用掩模填充导电性球时，通过边加热工件边将工件维持在规定的温度上，并且边冷却掩模边抑制掩模的温度上升，易于进行掩模与工件之间的距离的控制，并且维持了掩模的精度。因而，能够抑制迷失球、双球这样的填充失误的产生。

填充过程中，优选包括利用冷却装置向掩模的下表面送风的操作。通过向掩模的下表面送风而冷却掩模，能够避开冷却装置与在掩模的上表面上移动的填充头之间的相互干扰，其中典型的冷却装置是风扇或鼓风机。另外，由于在掩模的下表面上，掩模的多个开口被工件以及移动体堵塞，因此能够抑制在掩模的上表面上移动的导电性球受到送风的影响。

进一步说，填充过程中，优选包括利用移动体抽吸支承工件的操作。如专利文献1所示的那样，若欲通过加热工件来矫正翘曲，虽依赖于材质、翘曲的程度，但是优选加热至超过200℃的温度，其典型温度为加热至240℃以上。另一方面，若工件被加热至高温，则难以将掩模冷却至适当的温度，掩模的温度分布范围增大，成为产生变形等的原因。

在该方法中，将作为工件而被封装的构件，例如，将使用了中继基板、环氧树脂等的无芯基板、以及所搭载的芯片加热至较为易于变形的温度，其典型温度为50℃～100℃左右，并且通过利用移动体对工件抽吸支承来矫正机械性的翘曲。因而，能够以相对较低的温度矫正工件的翘曲，能够抑制掩模的温度上升。

而且，在进行填充之前，优选包括边加热移动体上所搭载的工件边利用矫正夹具从上方对工件的至少一部分施加压力来矫正工件的翘曲。通过以矫正夹具施加压力，能够进一步高效地矫正工件的翘曲。另外，当填充导电性球时，利用移动体加热工件并维持在50℃～100℃左右，并且通过对工件抽吸支承，易于维持工件被矫正夹具矫正后的状态。

本发明的其他技术方案之一是一种球搭载装置，该装置包括：掩模，其具有用于将导电性球搭载到工件上的多个开口；移动体，其支承工件的至少下表面侧，控制工件的相对于掩模的位置，且含有加热工件的机构，使工件以加热后的状态与掩模的下表面相对；填充头，其沿掩模的上表面移动，将导电性球分别填充到掩模的多个开口内；冷却装置，其从避开填充头的移动路径的位置冷却掩模。在该球搭载装置中，由于以与填充头的移动路径互不干扰的方式设置冷却掩模的装置，因此在利用移动体加热工件，并且利用冷却装置冷却掩模的同时，能够使填充头移动并将导电性球填充到掩模的开口内。因而，在矫正工件的翘曲，抑制掩模的产生变形的同时能够将导电性球搭载到工件上，能够抑制迷失球、双球的产生。

冷却装置优选含有向掩模的下表面送风的风扇。另外，移动体优选含有抽吸支承工件的功能。进一步说，球搭载装置优选含有将移动体上所搭载的工件的至少一部分，从上方按压在移动体上的翘曲矫正夹具。

附图说明

图1是表示球搭载装置的一例的立体图。

图2是表示保持台（移动体）的概要的立体图。

图3是表示填充头的概要的剖视图。

图4是表示利用球搭载装置将导电性球搭载到工件上的过程的流程图。

图5是示意性地表示移动工件的状态的图。

图6是示意性地表示矫正工件的翘曲的状态的图。

图7是示意性地表示对齐工件与掩模，将导电性球填充到掩模的开口内的状态的图。

具体实施方式

图1中表示球搭载装置（搭载装置、球安装系统、球安装机）1的概要。球搭载装置1是用于借助掩模10，利用填充头5将导电性球（导电性微小粒子）搭载到工件100上的规定位置上的装置。掩模10作为具有用于将导电性球搭载到工件100的规定位置上的多个开口（开口图案）12的模板而发挥功能。

工件（工件零件）100的典型的形态是印刷布线板、半导体基板、层叠型的半导体装置等。层叠型的半导体基板是以在中继基板上搭载有芯片（半导体集成电路装置）的状态利用环氧树脂等合适的模制树脂一体地进行封装而得到的装置，是以在无芯基板上搭载有芯片的状态进行封装而得到的装置，进一步说包括WLP等。以下说明的工件100是层叠型半导体装置，在工件100的表面（安装面）101上以规定的图案形成有多个电极102，且球搭载装置1配合该规定的图案将导电性球搭载在上述的多个电极102之上。

工件100的电极102之上所搭载的导电性球是作为用于获得电连接的电极（凸点）而发挥功能的构件，其直径例如是1mm以下，具体地说，是10μm～500μm左右。这样的导电性球也被称为微小球、微球、微小颗粒等。导电性球是在焊球（含有银（Ag）、铜（Cu）等的、主要成分由锡（Sn）构成的球）、金或银等的金属制的球、陶瓷制的球或塑料制的球上实施导电性的镀敷等处理而得到的球，进一步说，包括使用于光—电转换的球状硅球等。近年来，导电性球是直径100μm左右或在其以下，例如直径60μm的焊球。

在工件100的一个面或两个面上安装有多个半导体芯片，在工件100的一侧的面101上，用于与各自的半导体芯片相连接的多个电极102在规定的分区103上呈矩阵状（阵列状）成组设置。因而，在掩模10上，多个开口12被相同地划分为多个组（开口组）13而形成在与工件100的电极的配置相对应的位置上。当利用球搭载装置1在工件100上搭载有导电性球之后，利用回流焊炉等将导电性球固定在工件100上。在工件100含有多个规定的结构的情况下，在焊接后，切割（模切）工件100并将其作为半导体装置进行提供。

球搭载装置1包括：基部20；掩模10，其具有如上所述的多个开口12；框架21，其用于相对于基部20保持掩模10；移动台30，其用于搭载工件100，并用于定位工件100；填充头5，其沿掩模10的上表面11移动导电性球，并将导电性球分别填充（撒入）到掩模10的多个开口12内；观察用摄像机50a、50b，其观察设在掩模10上的掩模侧的基准标记15a、15b，以及观察设在工件100上的工件侧的基准标记105a、105b；冷却装置（风扇）60，其冷却掩模10；矫正夹具70，其矫正搭载在移动台30的保持台（支承台、移动台）31上的工件100的翘曲。

在图1中，以易于观察的方式将冷却装置60以及矫正夹具70绘制在掩模10的外侧，但是在该球搭载装置1中，冷却装置60以及矫正夹具70以位于掩模10下侧的方式固定在框架21上（参照图5～图7）。矫正夹具70是板状，以能够避开呈矩阵状配置多个电极102并从上方对工件100施加压力的方式而设有多个窗口（开口）71。而且，如以下说明的那样，矫正夹具70以能够利用观察用摄像机50a、50b分别观察工件100的基准标记105a、105b的方式，具有观察用窗口77a、77b。

冷却装置（送风装置）60以从掩模10的下侧向掩模10的下侧（下表面）14供给冷却用的空气65的方式配置。冷却装置60可以是进行送风的风扇，也可以是具有使用管道、配管等合适的供给路径向掩模10的下表面14放出冷却用的空气65或气体的机构的装置。冷却装置60配置与以下机构互不干扰的位置上，即，在掩模10的下表面14上移动工件100的移动台30、为了使用掩模10将导电性球搭载到工件100上而在掩模10的上表面11上移动的填充头5、以及图1未记载的清洁掩模10的下表面14的机构等的球搭载装置1的其他机构。即，送风装置60配置在避开填充头5的移动路径等的位置上，从该位置向掩模10输送空气。

观察用摄像机50a、50b分别观察掩模侧的基准标记15a、15b、工件侧的基准标记105a、105b。观察用摄像机50a借助设在矫正夹具70上的观察用窗口77a以及设在掩模10上的观察用窗口17a观察工件侧的基准标记105a。观察用摄像机50b借助设在矫正夹具70上的观察用窗口77b以及设在掩模10上的观察用窗口17b观察工件侧的基准标记105b。上述的观察用窗口17a、17b设在与掩模10的多个开口12分开的位置上。另外，当矫正夹具70设在掩模10的多个开口12上或掩模10的开口12的下侧时，其以与工件100互不干扰的方式配置。当以相对于框架21在水平方向上运动的方式安装矫正夹具70并在掩模10的开口12的下侧安装工件100时，使矫正夹具70能够退避即可。

移动台30具有：搭载工件100的保持台（移动体）31；控制保持台31相对于基部20在高度方向上的位置的Z台32；用于控制保持台31相对于基部20在θ方向（水平方向）的角度（旋转角度）的θ台33；用于控制保持台31相对于基部20在前后方向（Y方向）上的位置的Y台34；用于控制保持台31相对于基部20在左右方向（X方向）上的位置的X台35。Z台32、θ台33、Y台34以及X台35各自具有驱动用的马达，移动方法能够使用滚珠丝杠等公知的方法，以及能够使用机械装置。因而，移动台30能够相对于基部20自由地设定搭载的工件100的位置以及水平方向的朝向θ，能够进行工件100的定位。

图2中表示有保持台31的一例。保持台31是支承工件100的下侧（背面）104，且利用移动台30，使工件100相对于基部20向规定位置上移动的移动体。该保持台31包括对工件100的背面进行吸附和支承的抽吸机构36。抽吸机构36包括在内部配置有抽吸孔36a的抽吸槽36b和与抽吸孔36a相连接的配管36c，通过利用未图示的真空泵连接抽吸配管36c，能够吸附支承工件100。而且，抽吸机构36沿保持台31的表面31a分割为几个分区（区域）36d，当从吸附支承工件100变为释放工件100时，通过从端部的分区36d起依次释放工件100，能够抑制工件100上所搭载的导电性球移动。也可以同时释放全部分区36d。

而且，保持台31具有加热工件100并将工件100保持在规定的温度上的用作加热装置的功能。为了将所搭载的工件100加热（加温）到大致恒定的温度，保持台31以铝或铜等导热率较高的构件且以能够确保合适的热容量的尺寸形成。而且，沿保持台31的纵向具有1个或多个加热器插孔38，且在上述的孔38内插入有电加热器37。

另外，设在保持台31的表面31a上的抽吸机构36具有抽吸用的槽36b，抽吸用的槽36b以从各分区36d的中心向外侧呈放射状地扩散的方式形成。因而，通过沿槽36b抽吸工件100的下表面而抽吸支承工件100的整体，并且通过使保持台31的除槽36b以外的表面31a与工件100紧贴，确保保持台31与工件100之间的接触面积，能够将工件100整体地维持在均匀的温度。

利用保持台31以使工件100能够移动的方式支承的工件100，保持台31在适当的位置上具有定位用的2个基准标记105a、105b。因而，将工件100搭载在保持台31上，且利用移动台30将工件100向能够利用观察用摄像机50a、50b观察到上述基准标记105a、105b的位置移动，利用观察用摄像机50a、50b分别识别工件100的基准标记105a、105b，从而判明工件100相对于移动台30的基准位置所处的位置（X、Y）以及姿势（旋转角）。一旦判明了工件100相对于移动台30的相对的位置以及姿势，即X方向、Y方向以及θ方向的差值，通过控制移动台30的X方向、Y方向以及θ方向，能够自由地控制工件100的X方向、Y方向以及θ方向。

与工件100对齐的掩模10是薄板，例如，是厚度与导电性球的直径（在该例子中是60μm）大致相等或厚度比导电性球的直径小的金属制的薄板，掩模10的四周以加强材料（省略图示）进行加强，进而被固定在掩模框架19上。掩模10受框架（掩模支架）21保持，该框架21固定在与基部20一体地形成的基部框架22上。因此，掩模10一旦安装在掩模支架21上，其相对于基部20的相对位置（X、Y、Z以及θ）得以固定。在掩模10上除了具有球搭载（球填充）用的开口12之外，还具有掩模10的定位用的基准标记（目标标记）15a、15b，通过利用观察用摄像机50a、50b观察基准标记15a、15b，判明掩模10的相对于基部20的位置。

在图3中，扩大填充头5的一例并以剖视图进行表示。该填充头（球分配器）5为旋转式填充头，利用垂直于掩模10的轴5s，使沿盘5d的圆周以适当的间距配置的钢丝刮板（wiresqueegee）5a旋转，从而将导电性球B保持在掩模10的表面11的被限定了的面积的区域（运动区域）18内。通过边使填充头5旋转边使填充头5向适当的方向、例如纵向（X方向）移动，能够将导电性球B集体保持在填充头5的下侧。因此，在以导电性球B无法从与填充头5一起运动的运动区域18内逃离的方式将导电性球B保持在受限的范围内的同时，能够使导电性球B在掩膜10的表面11上移动。因而，能够在掩模10的表面11中，在设有开口12的受限的区域（面积）内集中管理导电性球B，且能够将导电性球B高效地配置在工件100的电极102上，其中工件100搭载在保持台31上，且与掩模10的下表面14的规定位置相对齐。

另外，填充头5并不限定于旋转式，也可以是通过使刮板振动而使导电性球B移动的类型、或是具有覆盖掩模10的上表面11的一部分的杯状的构件的类型、进一步说也可以是使用空气等气体控制导电性球B的运动的类型等。

而且，球搭载装置1具有具有控制移动台30、填充头5、摄像机50a以及50b，以及风扇60的控制单元80。控制单元80包括CPU以及存储器，当制造工件100时，能够使用程序控制从球搭载装置1将导电性球搭载到球工件100上的处理。控制单元80包括：将工件100搭载在保持台31上，利用移动台30将工件100向掩模10的下侧的规定的位置移动的功能81；利用保持台31的加热器37控制保持台31以及保持台31上所搭载的工件100的温度的功能82；进行保持台31上所搭载的工件100的翘曲矫正的功能83；使用摄像机50a、50b，确认保持台31上所搭载的工件100的位置的功能84；使用填充头5将导电性球B填充到掩模10的开口12内的功能85。填充功能85边使用保持台31的加热器37加热工件100边使工件100与掩模10的下表面14相对，并且，边利用冷却装置60冷却掩模10边沿掩模10的上表面11移动填充头5，将导电性球分别填充到掩模10的多个开口12内。

图4中表示有使用球搭载装置1将导电性球B搭载到工件100上而制造工件100的工序。另外，图5～图7中表示有几个工序中的球搭载装置1的动作。

首先，在步骤91中，如图5所示，利用控制移动的功能81将工件100搭载到保持台31上，边利用保持台31支承工件100的下表面104边利用移动台30将工件100向掩模10的下侧的矫正夹具70的下侧移动。在把球搭载装置1与在工件100的电极102上涂布焊剂的装置一起编入到制造工件100的系统中的情况下，移动台30从涂布装置上接收工件100。另外，若球搭载装置1是单独地进行处理的系统，则利用机器人等从输送或搬运工件100的线或盒体拾取工件100，并将其搭载在移动台30的保持台31上。

温度控制功能82为，利用内置在保持台31内的加热器37加热工件100，并将工件100的温度维持在50℃～100℃。在玻璃环氧树脂制等的中继基板上层叠有半导体芯片而制成的工件（预模制工件）100会因各种因素而产生有翘曲。而且，采用有上述无芯基板或无基板的封装的工件100是含有翘曲的。通过加热工件100，能够在某种程度上矫正工件100的翘曲。例如，通过将工件100加热至工件100所含有的材料的玻化温度附近，或将工件100加热至回流焊时工件100所被加热的温度，例如加热至200℃～240℃左右，能够矫正工件100的翘曲。但是，并不推荐超过构成工件100的环氧树脂等的模制树脂的玻化温度（160℃～170℃），而且，若超过120℃，则预先涂布在工件100的电极102上的焊剂将软化，存在有对于导电性球B的搭载产生阻碍的可能性。因而，优选将球搭载中的工件100的温度维持在120℃以下，更加优选保持在100℃以下。

另一方面，若将球搭载中的工件100的温度维持在100℃以下，则构成工件100的中继基板以及芯片等的构件虽在某种程度上软化，但是很少会出现工件100的翘曲的自主地矫正，且以将工件100吸附在保持台31上的程度的力难以矫正工件100的翘曲。

因而，在该球搭载装置1中，在图4的步骤92中，如图6所示，翘曲矫正功能83边将保持台31上所搭载的工件100加热至上述温度边将工件100向板状且刚性较高的矫正夹具70上按压。由于利用矫正夹具70从上方对工件100施加压力，因此工件100的翘曲被机械性地矫正。而且，通过边加热矫正了翘曲的工件100边利用保持台31的抽吸机构36来抽吸和支承工件100的下侧，能够维持工件100处于翘曲矫正后的状态。

在该球搭载装置1中，矫正夹具70以在掩模10的下侧，距掩模10的下表面14隔开少许距离并与掩模10的下表面14相对的方式配置。本例的矫正夹具70是铝等金属制，且如图1所示，以能够避开工件100的配置有电极102的分区103对工件10施加压力的方式设有开口71。因而，即使利用矫正夹具70对工件100进行施加压力，也不会损伤工件100的电极102，或损伤预先涂布在电极102上的焊剂。

接着，在图4的步骤93中，如图6所示，确认位置的功能84使用左右的观察用摄像机50a、50b，确认矫正了翘曲的工件100的位置。矫正夹具70以其观察用窗口77a、77b分别与掩模10的观察用窗口17a、17b相一致的方式配置，且在该步骤93中，利用摄像机50a、50b经由掩模10的观察用窗口17a、17b、以及矫正夹具70的观察用窗口77a、77b取得基准标记105a、105b的图像。

如图1所示，观察用摄像机50a、50b借助XYZ台51被分别安装在与基部20成一体的基部框架22上，且以在掩模10的上方，向X方向、Y方向以及Z方向运动的方式配置。因而，利用XYZ台51，将左右的观察用摄像机50a、50b向能够从上方观察到设在掩模10上的掩模侧的左右的基准标记15a、15b的位置的移动，通过取得左右的基准标记15a、15b的图像，能够确认掩模10相对于基部框架22的位置（X方向以及Y方向的相对的位置或位置差）以及朝向（θ方向的相对的角度或角度差）。掩模10的位置确认可以在将掩模10安装在掩模支架21上时进行，也可以在安装了掩模10，并间隔适当时间之后，为了确认掩模10的位置以及朝向来进行掩模10的位置确认。

如图6所示，在该步骤93中，利用XYZ台51将左右观察用的摄像机50a、50b移动到能够观察工件100的基准标记105a、105b的位置，即，移动到掩模10的观察用窗口17a、17b之上，确认工件100相对于移动台30的位置（X方向以及Y方向的相对的位置或位置差）以及朝向（θ方向的相对的角度或角度差）。图6中表示有经由观察用窗口77a、17a，利用摄像机50a取得一侧的基准标记105a的状态。由于预先明确了移动台30的位置（移动量）与基部框架22之间的关系，因此，利用该步骤93判明掩模10的位置以及方向与工件100的位置以及方向之间的关系，且利用移动台30，能够高精度地将工件100以相对于掩模10呈任意的位置以及朝向的方式移动。

另外，当取代在矫正夹具70上设置观察用窗口77a、77b，经由掩模10的观察用窗口17a、17b取得工件100的基准标记105a、105b的图像时，将矫正夹具70退避至与掩模10的观察用窗口17a、17b互不干扰的位置即可。另外，该步骤93也可以在利用矫正夹具70矫正工件100的翘曲时进行，也可以在矫正之后，在工件100与矫正夹具70分离后的状态下进行。另外，每次利用移动台30向掩模10的下侧输送新的工件100时都进行有步骤93。

当工件100的位置确认完成时，在图4的步骤94中，利用控制移动的功能81，将工件100移动到掩模10的开口12之下的搭载导电性球B的位置上，使掩模10与工件100对齐。工件100的上表面101以与掩模10的下表面14紧贴的方式而设置，或以与掩模10的下表面14之间的间隙形成为导电性球B不会流出的程度，例如，形成从数μm到数十μm的方式进行设置。

通过在掩模10的下侧进行工件100的位置确认，缩短了从位置确认的步骤93到定位的步骤94之间的工件100的移动距离。另外，由于工件100的位置确认与掩模10的位置确认能够使用相同的观察用摄像机50a、50b，因此能够提高工件100的位置精度，在步骤94中，进一步高精度地确定工件100相对于掩模10的位置。利用该方法，能够将对齐的误差切实地设定为数μm（例如5μm）以下。

接着，如图7所示，在图4的步骤95中，利用填充功能85，将填充头5沿掩模10的上表面11移动，将导电性球B填充到掩模10的开口12内。填充该导电性球B的处理（步骤95）是在边以保持台31的加热器37加热工件100边将工件100吸附并支承在保持台31上的状态下进行的。而且，该处理是边利用冷却装置60冷却掩模10边进行的。为了管理温度，也可以将热电偶等的温度传感器内置在保持台31内，利用温度控制功能82管理保持台31的温度。通过相对于工件100等的热容量充分地扩大保持台31的热容量，无论是否有工件100，或无论工件100是否与掩模10相接触，都可以将工件100的温度保持在适当的范围内。

用于排列导电性球B的掩模10的厚度是在导电性球B的直径以下，例如50μm左右，且典型的该掩模10为使用由Ni-Co合金等所形成的电沉积金属而形成的掩模。极薄的掩模10是以在常温下与工件100的表面101紧贴的方式来进行调整的，当掩模10与比周围温度高的工件100紧贴，或接近工件100时，掩模10得到来自工件100的热量而温度上升，掩模10的温度分布发生变化，从而存在有变形的可能性。另外，由于掩模10含有被图案化的多个开口12，用以撒入导电性球B，且掩模10根据位置的不同厚度、形状也不同，因此产生有温度分布不同，存在有变形的可能性。然后，若掩模10产生有扭曲或走形，则即使矫正工件100的翘曲，也会存在有在工件100与掩模10之间产生有导电性球B可进入的间隙的可能性。

在该球搭载装置1中，通过边利用冷却装置60冷却掩模10边进行导电性球B的填充，能够抑制掩模10的走形、扭曲的产生。因此，即使边加热工件100边使工件100与掩模10紧贴，或边使工件100与掩模10相接近，也能够抑制迷失球、双球这样的填充失误的产生。也可以在掩模10上安装热电偶等的温度传感器，边监视掩模10的温度边控制冷却装置60的冷却能力。也可以在作为热源的工件100接近掩模10后，冷却装置60开始对掩模10进行冷却。另外，也可以以将利用冷却装置60进行温度管理的空气吹向掩模10而使掩模10的温度恒定的方式稳定地进行管理。

而且，在该球搭载装置1中，通过利用冷却装置60将冷却用的空气65吹向掩模10的下表面14来冷却掩模10。在填充导电性球B的工序中（步骤95），利用工件100堵塞掩模10的开口12。因此，即使将空气65吹向掩模10的下表面14，也能够防止空气65对被供给到掩模10的上表面11上的导电性球B的影响。另外，也能够防止空气65对于填充到掩模10的开口12内的导电性球B的影响。因而，能够从冷却装置60向掩模10供给在冷却掩模10过程中所需的充分的风量的空气65。由于如上所述，掩模10足够薄，因此通过冷却掩模10的下表面14能够抑制掩模10的整体的温度上升，能够抑制因工件100局部地加热掩模10而引起的掩模10的走形、扭曲。

如图3所示，该球搭载装置1的填充头5是旋转型的填充头，且在旋转的刮板5a的内部的运动分区18内保持有导电性球B。因而，除掩模10的下表面14之外，也能将冷却用的空气65吹向掩模10的上表面11来冷却掩模10，或是取代下表面14，将冷却用的空气65吹向掩模10的上表面11来冷却掩模10。另一方面，填充头5边保持导电性球B边移动掩模10的设有多个开口12的分区13的整体。因而，避开填充头5的移动路径而配置供给冷却用空气65的冷却装置60，例如，风扇和／或风道。在掩模10的下侧配置冷却装置60，且向掩模10的下表面14供给冷却用空气的结构，能够将冷却装置60与填充头5的相互干扰防患于未然，因此是恰当的实施例之一。

当被填充到掩模10的开口12内的导电性球B将掩模10作为模板搭载到工件100的电极102之上，且利用移动台30将工件100从掩模10上分离时，能够获得在各自的电极102之上配置有导电性球B的工件100。因而，通过进行回流焊等处理，将导电性球B固定在工件100上，能够制造配置有导电性球B的工件100。

这样，在该球搭载装置1中，加热工件100，且一度利用矫正夹具70矫正翘曲之后，利用保持台31边加热工件100边吸附支承工件100。因而，通过将工件100加热至不会对助焊剂（flux）等有较大的影响的适当的温度，例如120℃以下，优选为100℃以下，能够矫正工件100的翘曲，且能够维持被矫正的状态。之后，利用保持台31边加热工件100、或边抽吸并支承工件100边使工件100与掩模10对齐，并且边冷却掩模10边将导电性球B搭载在工件100上。因而，能够抑制加热工件100对于掩模10产生的热影响，能够将因掩模10的扭曲、走形所引发的不良状态防患于未然。因此，即使是对于层叠型半导体等较为易于产生翘曲的工件100，也能够精度较好地搭载100μm以下这样的微小的导电性球B，能够制造可靠性较高的工件100。

另外，上述的球搭载装置1将能够在移动台30驱动下向XYZ方向移动的保持台31作为移动体来支承工件100，但是也可以是利用传送带等的移动系统将工件100输送向掩模10的下侧，在掩模10的下侧移动的移动体来移动工件100的装置。移动体的形状并不限定于图2所示的板状的形状，也可以是以能接收工件100的方式形成为凹部的形状，另外，也可以是在移动体上具有用于加载、卸载工件100的带、皮带轮等的形式。

附图标记说明

1、球搭载装置；10、掩模；12、开口；30、移动体；31、保持台（移动体）；60、冷却装置；70、矫正夹具；100、工件。

Claims (9)

1.一种借助具有用于搭载导电性球的多个开口的掩模而将导电性球搭载到工件上的方法，其中，

搭载的过程包括：

将上述工件搭载于移动体，并将上述工件向被配置于上述掩模的下侧的矫正夹具之下移动，上述移动体支承上述工件的至少下表面侧，含有加热上述工件的机构；

边加热上述移动体上所搭载的上述工件边利用矫正夹具从上方对上述工件的至少一部分施加压力，矫正上述工件的翘曲；

观察用摄像机从上述掩模的上方观察上述掩模的基准标记，并经由设于上述掩模的窗口观察上述工件的基准标记，确认上述工件与上述掩模之间的位置；

基于确认后的上述工件与上述掩模之间的位置进行被搭载于上述移动体的上述工件与上述掩模之间的定位；

利用上述移动体，边加热上述工件边使上述工件与上述掩模的下表面相对，进而，边利用冷却装置冷却上述掩模边沿上述掩模的上表面移动填充头，将导电性球分别填充到上述掩模的上述多个开口内。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

上述确认的过程包括，上述观察用摄像机从上述掩模的上方经由设于上述掩模的窗口和设于上述矫正夹具的窗口观察上述工件的基准标记来确认上述工件与上述掩模之间的位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，

上述确认的过程包括，在进行上述矫正的同时，上述观察用摄像机进行对上述工件的基准标记的观察。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，

上述填充的过程包括，利用上述冷却装置向上述掩模的下表面送风的操作。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的方法，其中，

上述填充的过程包括，利用上述移动体抽吸并支承上述工件的操作。

6.一种球搭载装置，其中，该装置包括：

掩模，其具有用于将导电性球搭载到工件上的多个开口；

移动体，其支承上述工件的至少下表面侧，控制上述工件的相对于上述掩模的位置，且含有加热上述工件的机构，使上述工件以经过加热的状态与上述掩模的下表面相对；

填充头，其沿上述掩模的上表面移动，将导电性球分别填充到上述掩模的上述多个开口内；

冷却装置，其从避开上述填充头的移动路径的位置冷却上述掩模；

翘曲矫正夹具，其在上述掩模的下侧，从上方对上述移动体上所搭载的上述工件的至少一部分施加压力；

摄像机，其从上述掩模的上方观察上述掩模的基准标记，并经由设于上述掩模的窗口观察进行了翘曲矫正的上述工件的基准标记，确认上述工件与上述掩模之间的位置。

7.根据权利要求6所述的球搭载装置，其中，

上述矫正夹具含有用于观察上述工件的基准标记的窗口，上述摄像机从上述掩模的上方经由设于上述掩模的窗口和设于上述矫正夹具的窗口观察上述工件的基准标记，确认上述工件与上述掩模之间的位置。

8.根据权利要求6所述的球搭载装置，其中，

上述冷却装置含有向上述掩模的下表面送风的风扇。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的球搭载装置，其中，

上述移动体含有抽吸并支承上述工件的功能。