JP2008177264A - ボール振込み用マスク及びこれを用いたボール搭載装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、微小なボールを所定のパターンで被配列体に搭載するボール振込み用マスクにおいて、マスクの開口部に振込まれ被配列体に一旦所定パターンで搭載された導電性ボールが、マスクを被配列体から取外す時に、位置ずれすることを解消可能なボール振込み用マスク及びこれを用いたボール搭載装置を提供することを目的としている。
【解決手段】本発明は、微小なボールを所定のパターンで被配列体に搭載するボール振込み用マスクにおいて、前記パターンに対応し前記ボールが挿通可能な複数の開口部を有し、少なくとも前記被配列体と当接する面には低粘着質部が形成されているボール振込み用マスクである。
【選択図】図1
【解決手段】本発明は、微小なボールを所定のパターンで被配列体に搭載するボール振込み用マスクにおいて、前記パターンに対応し前記ボールが挿通可能な複数の開口部を有し、少なくとも前記被配列体と当接する面には低粘着質部が形成されているボール振込み用マスクである。
【選択図】図1
Description
本発明は、被配列体にボールを搭載するために用いられるボール振込み用マスク及びこれを用いたボール搭載装置に係わり、特に電子部品等の製造において微小なボールを高密度で搭載する場合に好適なボール振込み用マスク及びこれを用いたボール搭載装置に関する。
導電性を有するボール(以下導電性ボールと称する)が、所定のパターンで整列された状態となるように搭載された被配列体の一例として、例えばBGA(Ball Grid Allay)タイプやFC(Frip−Chip)タイプなどエリアアレイ型の突起状接続バンプを有する半導体装置、基板またはそれらのパッケージなどの電子部品がある。
接続バンプを形成する方法としては、導電性ボールを電極に搭載する導電性ボール方式の他に、半田や銅などの導電材を含んだペーストを電子部品の電極に印刷するペースト方式、導電材をメッキや蒸着する膜付け方式などがある。最近では、電極の配列は高密度化し、それに伴い接続バンプの大きさも小型化する傾向にあり、小型の接続バンプを形成する場合には、接続バンプの整列精度や生産性の面で有利な導電性ボール方式が採用される場合が多い。
導電性ボール方式によれば、前記接続バンプは、ソルダーペーストやフラックスなど粘着性を有する接続助剤を電極に塗布する塗布工程と、接続助剤が印刷された電極に導電性ボールを搭載する搭載工程と、その導電性ボールを加熱するなどして接続バンプを形成するバンプ形成工程を経て形成される。前記搭載工程における導電性ボールの搭載方法として、従来から、負圧を利用した吸着ヘッドで導電性ボールを吸着し電極上へ移送して搭載する吸着方式や、電極のパターンに対応した貫通孔状の開口部が形成された平板状のマスクを用い、マスク上に供給された導電性ボールを移動させて開口部に装入する振込み方式が知られている。
本出願人は、電子部品の更なる多端子化、小型化の要求に対応するため、100μm以下の径小の導電性ボールでも信頼性高く搭載できる方式を鋭意研究開発し、特開2005−101502号(特許文献1)で特許出願している。特許文献1における搭載方式は振込み方式であり、マスクを被配列体に位置合わせする第1のステップと、軸芯をほぼそろえて配設された複数の線状部材をマスク上で水平移動させ、マスク上に供給された導電性ボールを位置決め開口部に装入する第2のステップを有するものである。特に、第2のステップにおいて、軟磁性材で形成したマスクを吸引して被配列体面に密着させるとともに、線状部材の側面部をマスク表面に沿い移動させることに特徴を有している。これにより、線状部材で導電性ボールを確実に移動させて開口部に装入することができる上、一旦被配列体に載置された導電性ボールを掻き出すことも少なく、また載置された導電性ボールがマスクと被配列体の間に潜り込むことはないので、未搭載率がppmレベルという極めて高い搭載能力を実現した。
特開2005−101502号公報
最近では、一枚の大型ウエハーに数十万個〜数百万個の導電性ボールを搭載して接続バンプを形成し、その後ダイサー等で分離して多数の半導体チップやエリアアレイ型パッケージ用基板などを切出すという量産性に優れた製造方法が採用されるようになっている。特許文献1の搭載方法によれば、従来の振込み式の搭載方法に比べ極めて高い搭載率を達成することができるが、未搭載箇所を完全になくすことは難しい。このため、切出された後の個々の基板等を100%の歩留まりで製造するためには、リペアを行うことが必要となる。ここで、リペアとは、マスクを取外した後、導電性ボールの搭載状況を検査し、未搭載箇所がある場合にはそこに導電性ボールを1個ずつ搭載する処理であり、導電性ボールが電極上から脱落した場合には、脱落した導電性ボールを取り除いて新たな導電性ボールが電極に搭載される。そして、脱落する導電性ボールが多量になると、リペア工程の負担が大きくなると共に搭載タクトが長くなり生産性にも問題が生じる。
このような導電性ボールが電極から脱落する現象は被配列体からマスクを取外すときに生じ易い。ここで、電極には、粘着性を有する接続助剤(粘着剤)が塗布されているので、電極上に搭載された導電性ボールは接続助剤の粘着力で電極に固定され、外力が作用しない限り電極から脱落することはない。しかし、マスクを被配列体から取外すとき、マスクの一部分が被配列体と密着して変形してしまい、導電性ボールがそのマスクから横向きの力(被配列体の導電性ボールを搭載する面に対し略水平方向に作用する力)を受け、粘着剤の粘着力に抗して電極から脱落することがある。
すなわち、マスクを取外す時、被配列体に対しマスクが垂直方向に移動する限り、マスクの開口部の壁面も垂直方向に移動するので、導電性ボールと接触していても、導電性ボールはわずかに上向きに擦られるだけで横向きの力は作用しない。また、特許文献1のマスクでは、マスクの開口部を上面から底面に向かい広がる逆テーパ状とすることで、導電性ボールが開口部側面に接触した状態であっても、マスクを取外す時に開口部側面がボールから遠ざかるように構成されている。
しかしながら、マスクの被配列体と接触する面が鏡面状になっていたり、被配列体の表面(被配列体の導電性ボールを搭載する面)が軟質樹脂材のようにマスクとなじみ易い材質の場合には、マスクと被配列体との接触している部分が真空状態になる等して部分的にマスクと被配列体が密着してしまうことがある。このような場合、図9に示すように、マスク82の全体が被配列体3から均一に離れないため、密着部分829を支点にしてマスク82はたわみ変形しながら移動する。そうすると、開口部821の壁面は垂直方向のみならず水平方向にも移動するため、導電性ボール2は壁面で横向きに押され、電極31から脱落することがある。特に、導電性ボールの直径が100μm以下と微小な場合には、それに応じボールを配列するマスクの厚みも薄く構成されるので、マスクはたわみ変形し易い。このような剛性の低いマスクは、被配列体から離れた瞬間に弦のように振動する。更に、導電性ボールが微小な場合には、粘着剤はマスクへの付着を避けるように薄く塗布されるので、粘着剤による導電性ボールの保持力は小さい。そのため、導電性ボールは弦のように振動するマスクによって弾き飛ばされて電極から脱落してしまうことがある。
本発明は、上記従来技術の問題を本願発明者らが鋭意検討のうえなされたものであり、微小なボールを所定のパターンで被配列体に搭載するボール振込み用マスクにおいて、マスクの開口部に振込まれ被配列体に一旦所定パターンで搭載された導電性ボールが、マスクを被配列体から取外す時に、位置ずれすることを解消可能なボール振込み用マスク及びこれを用いたボール搭載装置を提供することを目的としている。
本発明は、上記従来技術の問題を本願発明者らが鋭意検討のうえなされたものであり、微小なボールを所定のパターンで被配列体に搭載するボール振込み用マスクにおいて、マスクの開口部に振込まれ被配列体に一旦所定パターンで搭載された導電性ボールが、マスクを被配列体から取外す時に、位置ずれすることを解消可能なボール振込み用マスク及びこれを用いたボール搭載装置を提供することを目的としている。
本発明は、微小なボールを所定のパターンで被配列体に搭載するボール振込み用マスクにおいて、前記パターンに対応し前記ボールが挿通可能な複数の開口部を有し、少なくとも前記被配列体と当接する面には低粘着質部が形成されているボール振込み用マスクである。かかるボール振込み用マスクによれば、マスクと被配列体を密接させたときに上記低粘着質部により被配列体との過度な密着を低減することができる。
ここで、前記低粘着質部は固体潤滑材で形成することが好ましく、また、前記低粘着質部に微細な凹凸が形成する構成としても好ましい。
さらに、前記被配列体と当接する面において、少なくともボール搭載領域以外の領域に低粘着質部が形成されている構成とすれば良い。
本発明は、微小なボールを所定のパターンで被配列体に搭載するボール振込み用マスクにおいて、前記ボールが挿通可能な複数の開口部が形成された平板状の基体部と、前記被配列体と当接して基体部を被配列体から所定隙間隔てるため基体部の一面側に形成された支持部とを有し、少なくとも前記支持部の前記被配列体と当接する面には低粘着質部が形成されているボール振込み用マスクである。
ここで、前記低粘着質部は固体潤滑材で形成することが好ましく、また、前記低粘着質部に微細な凹凸が形成する構成としても好ましい。
また、前記支持部は、被配列体とボール搭載領域内で当接する突出部と、被配列体とボール搭載領域外で当接する周辺部とで構成され、少なくとも前記周辺部の前記被配列体と当接する面には前記低粘着質部が形成されている構成とすれば良い。
本発明は、ボールを所定のパターンで被配列体に搭載する搭載装置において、上記いずれかのボール振込み用マスクを使用するボール搭載装置である。
ここで、前記低粘着質部は固体潤滑材で形成することが好ましく、また、前記低粘着質部に微細な凹凸が形成する構成としても好ましい。
さらに、前記被配列体と当接する面において、少なくともボール搭載領域以外の領域に低粘着質部が形成されている構成とすれば良い。
本発明は、微小なボールを所定のパターンで被配列体に搭載するボール振込み用マスクにおいて、前記ボールが挿通可能な複数の開口部が形成された平板状の基体部と、前記被配列体と当接して基体部を被配列体から所定隙間隔てるため基体部の一面側に形成された支持部とを有し、少なくとも前記支持部の前記被配列体と当接する面には低粘着質部が形成されているボール振込み用マスクである。
ここで、前記低粘着質部は固体潤滑材で形成することが好ましく、また、前記低粘着質部に微細な凹凸が形成する構成としても好ましい。
また、前記支持部は、被配列体とボール搭載領域内で当接する突出部と、被配列体とボール搭載領域外で当接する周辺部とで構成され、少なくとも前記周辺部の前記被配列体と当接する面には前記低粘着質部が形成されている構成とすれば良い。
本発明は、ボールを所定のパターンで被配列体に搭載する搭載装置において、上記いずれかのボール振込み用マスクを使用するボール搭載装置である。
上記本発明によれば、マスクを取外す時に、マスクの開口部に振込まれ被配列体に一旦所定パターンで搭載された導電性ボールが、マスクを被配列体から取外す時に、位置ずれすることを解消可能である。もって、その位置ずれしたボールをリペア処理する時間が短縮でき、極めて高い作業能率を図ることができる。
以下、本発明について、その実施態様に係るボール振込み用マスク(以下マスクと称する場合がある。)及びボール搭載装置に基づいて説明する。
以下の実施態様では、図5に示すように、導電性ボールである半田ボールを、被配列体であるウエハー3に所定のパターンで形成された電極31に配列する場合を例にして説明する。ここで、ウエハー3は、シリコン、樹脂又はセラミックなど周知の導電性材料、非導電性材料又はそれらの積層体などを用いた円板状のものであり、多数の半導体チップ32が切出される。通常、多数の半導体チップ32を効率的に製造するため、ウエハー3の内部には多数のチップ32が規則的にかつ密接して配置される。各チップ32には電極31が所定パターンで形成されるため、電極31もウエハー3の表面上の所定の区域内に集合している。以下の説明では、電極31が集合したウエハー3の表面上の区域をボール搭載領域34と言う。また、電極31の上面には、粘着性を有するフラックス(図示せず)が所定の厚みで塗布されている。
なお、以下の実施態様では被配列体としてウエハー3を例として説明するが、本発明は実施態様に限定されることなく、被配列体としては樹脂基板、セラミックス基板等の電子部材若しくは当該基板等にボールを搭載する搭載装置の部材なども含まれる。また、被配列体に搭載するボールとして導電性ボールである半田ボール2を例として説明するが、本発明は実施態様に限定されることなく例えば銅ボールその他の金属製ボール、樹脂ボール若しくはセラミックスボールその他の導電性を有しないボール又は金属が表面に被覆されたボール等に適用することができる。
以下の実施態様では、図5に示すように、導電性ボールである半田ボールを、被配列体であるウエハー3に所定のパターンで形成された電極31に配列する場合を例にして説明する。ここで、ウエハー3は、シリコン、樹脂又はセラミックなど周知の導電性材料、非導電性材料又はそれらの積層体などを用いた円板状のものであり、多数の半導体チップ32が切出される。通常、多数の半導体チップ32を効率的に製造するため、ウエハー3の内部には多数のチップ32が規則的にかつ密接して配置される。各チップ32には電極31が所定パターンで形成されるため、電極31もウエハー3の表面上の所定の区域内に集合している。以下の説明では、電極31が集合したウエハー3の表面上の区域をボール搭載領域34と言う。また、電極31の上面には、粘着性を有するフラックス(図示せず)が所定の厚みで塗布されている。
なお、以下の実施態様では被配列体としてウエハー3を例として説明するが、本発明は実施態様に限定されることなく、被配列体としては樹脂基板、セラミックス基板等の電子部材若しくは当該基板等にボールを搭載する搭載装置の部材なども含まれる。また、被配列体に搭載するボールとして導電性ボールである半田ボール2を例として説明するが、本発明は実施態様に限定されることなく例えば銅ボールその他の金属製ボール、樹脂ボール若しくはセラミックスボールその他の導電性を有しないボール又は金属が表面に被覆されたボール等に適用することができる。
図1に自動化されたボール搭載装置1の一例を示す。本ボール搭載装置1は、ウエハー3を位置決めする搭載部30と、マスク22と、前記ウエハー3に位置決めされたマスク22の上面を水平移動する振込具27とを備えている。搭載部30はウエハー3が水平にセットされるホルダ310と、ホルダ310の直下に配置された磁気発生器314と、ウエハー3を所定の高さに位置決めするホルダ昇降手段29を有している。マスク水平移動手段23は、マスク22が張られた枠を保持して水平に支持するとともに水平方向に移動し、ウエハー3に対してマスク22の水平方向の位置決めを行なう。振込具27は水平方向移動手段(図示せず)により、マスク上面を水平移動することができる。さらに、前記マスク22の上面に半田ボール2を供給するボール供給手段24、余った半田ボール2をマスク22の上面から除去するボール除去手段26が装備されている。以下、ホルダ310、磁気発生器314、マスク22、振込具27、ホルダ昇降手段29、マスク水平移動手段23、ボール供給手段24及びボール除去手段26について説明する。
1−1.ホルダ
ホルダ310は、非磁性ステンレス、樹脂などの非磁性材料を用い、図1、6に示すように、左方に立設した壁部313と、ウエハー3を装着自在にした挿着凹部312とを備えている。ホルダ310の底部には、前記挿着凹部312の底面に開口した開口部311aと外部に開口した開口部311bと、前記開口部311aと311bを連通する流体通路311が形成されており、前記開口部311bには負圧を発生する負圧発生手段が連結されている。挿着凹部312にウエハー3を装着した後に負圧発生手段で負圧を発生すれば、挿着凹部312の底面にウエハー3が密着し、ウエハー3は水平に保持される。
ホルダ310は、非磁性ステンレス、樹脂などの非磁性材料を用い、図1、6に示すように、左方に立設した壁部313と、ウエハー3を装着自在にした挿着凹部312とを備えている。ホルダ310の底部には、前記挿着凹部312の底面に開口した開口部311aと外部に開口した開口部311bと、前記開口部311aと311bを連通する流体通路311が形成されており、前記開口部311bには負圧を発生する負圧発生手段が連結されている。挿着凹部312にウエハー3を装着した後に負圧発生手段で負圧を発生すれば、挿着凹部312の底面にウエハー3が密着し、ウエハー3は水平に保持される。
1−2.磁気発生器
磁気発生器314は、図6に示すように、磁石315と磁石315を保持固定するヨーク316を有し、後述するように、磁石315から発生する磁力でマスク22及び振込具27の線状部材271を下方に引付ける作用を担っている。磁石315は、ホルダ310の下部に図示しない昇降手段により昇降自在に組み込まれ、上昇端位置にてウエハー3に密接可能な程度の磁力でマスク22を吸引する。また、下降端位置ではマスク22の吸引が解除される。また、磁石315は、ウエハー3に対し平面的に対向するように略平板状に設けられている。
磁気発生器314は、図6に示すように、磁石315と磁石315を保持固定するヨーク316を有し、後述するように、磁石315から発生する磁力でマスク22及び振込具27の線状部材271を下方に引付ける作用を担っている。磁石315は、ホルダ310の下部に図示しない昇降手段により昇降自在に組み込まれ、上昇端位置にてウエハー3に密接可能な程度の磁力でマスク22を吸引する。また、下降端位置ではマスク22の吸引が解除される。また、磁石315は、ウエハー3に対し平面的に対向するように略平板状に設けられている。
1−3.マスク
マスク22について図2〜4を参照しつつ説明する。図2は、水平面内でウエハー3に位置決めされ、鉛直方向においてウエハー3の表面に当接された状態のマスク22を示す断面図、図3は本発明の一態様であるマスク22を底面側(マスク22のウエハー3との当接面側)から見た斜視図、図3は本発明の別の態様であるマスク42を底面側から見た斜視図である。なお、図3及び図4中において破線3aは、マスク22・42がウエハー3に位置決めされたときに対応するウエハー3の外周縁部を示している。
マスク22は、図2、3に示すように、平板状の基体部132と、基体部132の一面に形成された支持部133とを備えている。基体部132には、ウエハー3の電極31の配列パターンに対応し半田ボール2が挿通可能な貫通孔状の開口部131が形成されている。
支持部133の鉛直方向における構成について説明する。支持部133は、図2、3に示すように、その底面がウエハー3の表面と当接して基体部132をウエハー3から所定隙間tだけ隔てるために設けられており、マスク22においては基体部132の底面から見てtの高さを有する突起状に形成されている。ここで、支持部133の高さtは、基体部132にフラックスが付着しないように調整されることが好ましい。このように、基体部132の下面と電極31上面までの距離を確保することで、通常の状態ではフラックスが基体部132に付着することは防止される。なお、上記支持部133の高さを含むマスク22の厚みTは、電極31の上に半田ボール2が搭載されたときに当該半田ボール2の頂部とマスク22の上面とがほぼ一致するように構成されている。
次に、支持部133の平面方向における構成について説明する。支持部133は、マスク22の開口部131がウエハー3の電極31に一致するようマスク22をウエハー3に位置合わせし、マスク22の底面(支持部133の底面)をウエハー3の上面に当接した時、支持部133が電極31に触れないように電極31を避けた箇所に形成されている。
マスク22について図2〜4を参照しつつ説明する。図2は、水平面内でウエハー3に位置決めされ、鉛直方向においてウエハー3の表面に当接された状態のマスク22を示す断面図、図3は本発明の一態様であるマスク22を底面側(マスク22のウエハー3との当接面側)から見た斜視図、図3は本発明の別の態様であるマスク42を底面側から見た斜視図である。なお、図3及び図4中において破線3aは、マスク22・42がウエハー3に位置決めされたときに対応するウエハー3の外周縁部を示している。
マスク22は、図2、3に示すように、平板状の基体部132と、基体部132の一面に形成された支持部133とを備えている。基体部132には、ウエハー3の電極31の配列パターンに対応し半田ボール2が挿通可能な貫通孔状の開口部131が形成されている。
支持部133の鉛直方向における構成について説明する。支持部133は、図2、3に示すように、その底面がウエハー3の表面と当接して基体部132をウエハー3から所定隙間tだけ隔てるために設けられており、マスク22においては基体部132の底面から見てtの高さを有する突起状に形成されている。ここで、支持部133の高さtは、基体部132にフラックスが付着しないように調整されることが好ましい。このように、基体部132の下面と電極31上面までの距離を確保することで、通常の状態ではフラックスが基体部132に付着することは防止される。なお、上記支持部133の高さを含むマスク22の厚みTは、電極31の上に半田ボール2が搭載されたときに当該半田ボール2の頂部とマスク22の上面とがほぼ一致するように構成されている。
次に、支持部133の平面方向における構成について説明する。支持部133は、マスク22の開口部131がウエハー3の電極31に一致するようマスク22をウエハー3に位置合わせし、マスク22の底面(支持部133の底面)をウエハー3の上面に当接した時、支持部133が電極31に触れないように電極31を避けた箇所に形成されている。
支持部133は、ほぼ同一形状の凸状体としてマスク22のほぼ全面に形成してもよいが、マスク22の強度や装着性、また製造面を考慮すると、ウエハー3のボール搭載領域34内はウエハー3との当接面積の小さな突出部135とし、ボール搭載領域34の外は当接面積の大きな面状の周辺部136として形成するとよい。図3は円柱状の突出部135でマスク22を構成した例であるが、この突出部135の形状、大きさや配列位置については、突出部135自体にフラックスが付着しないよう、また基体部132が撓んでもフラックスが基体部132に付着しない程度におさまるよう、基体部132の厚さ、形成される開口部131の位置及び磁気吸引力等に基づいて設定するとよい。このように、マスク22はフラックスが付着しないような構造としているので、マスク取外し時に、マスク22がフラックスで引張られることはない。なお、突出部は、図4において符号435で示すように、枠状のものとして構成することもできる。
マスク22は、前記磁気発生器314からの磁力により吸引されて支持部133の底面がウエハー3の上面に密着するようにNiやFeなど軟磁性材を構成部材に含んでいる。これにより、ウエハー3に変形がある場合でも、マスク22はウエハー3に倣って変形し、マスク22とウエハー3の間に支持部133の高さt以上の隙間を生ずることはなく、その隙間から半田ボール2が漏れてしまうことはない。なお、支持部133は、基体部132と一体的に構成しても、基体部132とは別体とし基体部132に固着する構成としてもよい。例えば、開口部131が形成された厚さTの軟磁性材からなる平板をフォトリソプロセスに通し、所定な部分を深さtだけエッチング加工で除去して支持部133を形成したり、配列用開口部131が形成された厚さ(T−t)の薄い基体部132に電気鋳造(メッキ)で厚さtの支持部133を形成してもよい。またマスク22全体として磁気吸引される限り、一方を軟磁性材、他方を樹脂で構成してもよい。
ここで、マスク22は、磁石315の磁力で吸引されウエハー3に密接されるので、支持部133とウエハー3の材質の組合せによっては支持部133の底面がウエハー3の上面に過度に密着して、マスク取外し時に、マスク22がウエハー3から離れ難くなる場合がある。このため、この密着力が大きくならないよう、支持部133の底面側には粘着性を低減する処理がなされ、低粘着質部138が形成されている。かかる低粘着質部138を形成するためには支持部133の底面に固体潤滑材をコーティングすればよく、更に固体潤滑材としては撥水性が良好なもの程好ましい。そのような固体潤滑材としては、例えばフッ素系樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)、シリコン樹脂などを使用することができる。なお、強い密着はウエハー3と比較的大きな面積で密接する周辺部136で起こりやすい。したがって、周辺部136の少なくともウエハー3との当接面(図3,4にハッチングで示した部位)に低粘着質部138を形成しておくことが好ましい。突出部135は密着する面積が小さいので密着力が小さく、必ずしも低粘着質部138は形成されていなくてもよい。以上のようにマスク22を構成することにより、マスク取外し時に、マスク22はウエハー3から容易に離れるので、たわみ変形せず平面状態を維持して離版させることができる。
1−4.振込具
振込具27は、図7に示すように、保持部材272間で軸芯をほぼ揃えて配設された軟磁性材からなる複数の線状部材271を備えている。線状部材271は柔軟性のある磁性ステンレス細線を用いるとよく、マスク22の上面を移動する時は、図7に示すように、マスク上面に対し腹部が当接するように位置決めされ、マスク22の上面に対し相対的に水平移動する。なお、腹部とは、線状部材271の側面部分のうち、半田ボール2に当接するほぼ直線状をなす部分のことである。
振込具27は、図7に示すように、保持部材272間で軸芯をほぼ揃えて配設された軟磁性材からなる複数の線状部材271を備えている。線状部材271は柔軟性のある磁性ステンレス細線を用いるとよく、マスク22の上面を移動する時は、図7に示すように、マスク上面に対し腹部が当接するように位置決めされ、マスク22の上面に対し相対的に水平移動する。なお、腹部とは、線状部材271の側面部分のうち、半田ボール2に当接するほぼ直線状をなす部分のことである。
ここで、複数の線状部材271は高い密度で束ねられているので、図8に示すように、水平移動する際、一部の線状部材271が変形しその隙間から半田ボール2が漏れても、その後方に隣接する別の線状部材271で漏れた半田ボール2を捕捉して移動させることができる。さらに、線状部材271は、磁気発生器314が生じる磁力により下向きに引付けられ、マスク22の上面に腹部が押付けられた状態で水平移動するので、半田ボール2を後方にほとんど漏らすことなく捕捉して移送でき、半田ボール2を配列用開口部131に円滑に挿入することができる。
1−5.ホルダ昇降手段
ウエハー3を装着する前のホルダ310の初期位置は、図1に示す矢印Aにおいて下方の位置とする。ホルダ昇降手段29は、ウエハー着脱位置、マスク装入位置及び半田ボール搭載位置で位置決めされ、ウエハー3の着脱、マスク22の着脱及び半田ボール2の搭載が行なわれる。
ウエハー3を装着する前のホルダ310の初期位置は、図1に示す矢印Aにおいて下方の位置とする。ホルダ昇降手段29は、ウエハー着脱位置、マスク装入位置及び半田ボール搭載位置で位置決めされ、ウエハー3の着脱、マスク22の着脱及び半田ボール2の搭載が行なわれる。
1−6.マスク水平移動手段
マスク22の初期位置は、図1に示す矢印Bにおいて右方の位置とする。マスク水平移送手段23は、ホルダ昇降手段29がマスク装入位置に位置決めされた時、初期位置からマスク22を左方に移動させる。マスク22は、その左側端面がホルダ310の壁部313の右側面に当接して水平方向の位置決めがされる。
マスク22の初期位置は、図1に示す矢印Bにおいて右方の位置とする。マスク水平移送手段23は、ホルダ昇降手段29がマスク装入位置に位置決めされた時、初期位置からマスク22を左方に移動させる。マスク22は、その左側端面がホルダ310の壁部313の右側面に当接して水平方向の位置決めがされる。
1−7.ボール供給手段
ボール供給手段24は、マスク22の右側端の上方に配置され、半田ボール2を供給する供給口241を有し、電極31の個数より多い、例えば1.5〜3倍の半田ボール2を定量秤量し、マスク22の上面に供給する。
ボール供給手段24は、マスク22の右側端の上方に配置され、半田ボール2を供給する供給口241を有し、電極31の個数より多い、例えば1.5〜3倍の半田ボール2を定量秤量し、マスク22の上面に供給する。
1−8.ボール除去手段
ボール除去手段26は、マスク22の左側端に配設され、半田ボール2を吸引する吸引口261を有し、振込具27で移動させられマスク22の左側端上に残った半田ボールを吸引除去する。
ボール除去手段26は、マスク22の左側端に配設され、半田ボール2を吸引する吸引口261を有し、振込具27で移動させられマスク22の左側端上に残った半田ボールを吸引除去する。
次に、ボール搭載装置1の動作について説明する。
(1)ウエハーをセットするステップ
ホルダ310をウエハー着脱位置に移動させ、ウエハー3を挿着凹部212に装着し、負圧発生手段で吸引して固定する。
(2)マスクを装入するステップ
ホルダ310をマスク装入位置に上昇させるとともに、マスク22を左方に移動させて、ウエハー3に位置合わせする。このとき、マスク22の底面とウエハー3の上面との間には所定の間隔があいている。
(3)マスクを密接するステップ
ホルダ310を半田ボール搭載位置に上昇させ、マスク22の底面とウエハー3の上面とを当接させる。この時、既に、図2に示すように開口部131が電極31に位置合わせされている。次に、磁気発生器314の磁石315を上昇させ、マスク22の支持部133の底面をウエハー3の上面に倣い密接させる。ウエハー3に変形がある場合でも、ウエハー3とマスク22の間には空隙が生じない。
(1)ウエハーをセットするステップ
ホルダ310をウエハー着脱位置に移動させ、ウエハー3を挿着凹部212に装着し、負圧発生手段で吸引して固定する。
(2)マスクを装入するステップ
ホルダ310をマスク装入位置に上昇させるとともに、マスク22を左方に移動させて、ウエハー3に位置合わせする。このとき、マスク22の底面とウエハー3の上面との間には所定の間隔があいている。
(3)マスクを密接するステップ
ホルダ310を半田ボール搭載位置に上昇させ、マスク22の底面とウエハー3の上面とを当接させる。この時、既に、図2に示すように開口部131が電極31に位置合わせされている。次に、磁気発生器314の磁石315を上昇させ、マスク22の支持部133の底面をウエハー3の上面に倣い密接させる。ウエハー3に変形がある場合でも、ウエハー3とマスク22の間には空隙が生じない。
(4)半田ボールを搭載するステップ
電極31の個数以上の半田ボール2をボール供給手段24でマスク22の上面に供給する。次いで、振込具27をマスク22の上面に対し相対的に水平移動し、マスク22の開口部131に半田ボール2を挿入する。
(5)半田ボールを除去するステップ
搭載ステップ後にマスク上に残った半田ボール2をボール除去手段26で除去する。なお、複数のウエハー3を処理する場合には、マスク22上の残ボールを一時的に開口部131から離れた場所に退避させておき、全てのウエハー3の搭載が完了した後に除去する方が半田ボールの使用効率の点で望ましい。
電極31の個数以上の半田ボール2をボール供給手段24でマスク22の上面に供給する。次いで、振込具27をマスク22の上面に対し相対的に水平移動し、マスク22の開口部131に半田ボール2を挿入する。
(5)半田ボールを除去するステップ
搭載ステップ後にマスク上に残った半田ボール2をボール除去手段26で除去する。なお、複数のウエハー3を処理する場合には、マスク22上の残ボールを一時的に開口部131から離れた場所に退避させておき、全てのウエハー3の搭載が完了した後に除去する方が半田ボールの使用効率の点で望ましい。
(6)マスクをウエハーから取外すステップ
磁石315を下降させてマスク22の磁力による吸引を解いた後に、ホルダ310をマスク着脱位置まで下降させてマスク22を離版させ、次いでマスク22を右方に移動させて取外す。ホルダ310の下降時、周辺部136の底面には低粘着質部138が形成されているので、マスク22とウエハー3とが密着することはなくマスク22はたわまずにスムースに離版する。即ち、マスク22は全面がほぼ同時にウエハー3から離版するので、離版時にマスク22が傾いたり、振動を生じることはない。
(7)ウエハーを取外すステップ
ホルダ310をウエハー着脱位置まで下降させてウエハー3を取外し、半田ボール2が搭載されたウエハー3をリフロー工程に搬出する。なお、ボール搭載装置1の中にリペア装置を組み込んでウエハー3を取外す前にリペアを行うようにすると効率的であり望ましい。
磁石315を下降させてマスク22の磁力による吸引を解いた後に、ホルダ310をマスク着脱位置まで下降させてマスク22を離版させ、次いでマスク22を右方に移動させて取外す。ホルダ310の下降時、周辺部136の底面には低粘着質部138が形成されているので、マスク22とウエハー3とが密着することはなくマスク22はたわまずにスムースに離版する。即ち、マスク22は全面がほぼ同時にウエハー3から離版するので、離版時にマスク22が傾いたり、振動を生じることはない。
(7)ウエハーを取外すステップ
ホルダ310をウエハー着脱位置まで下降させてウエハー3を取外し、半田ボール2が搭載されたウエハー3をリフロー工程に搬出する。なお、ボール搭載装置1の中にリペア装置を組み込んでウエハー3を取外す前にリペアを行うようにすると効率的であり望ましい。
なお、上記マスク22の低粘着質部138は固体潤滑材で形成する態様の例であったが、支持部133の底部に微細な凹凸が形成された低粘着部を設けることによりマスク22とウエハー3との粘着性を低減させることができる。このような微細な凹凸は、例えばエッチングやレーザ加工によりマスク22の底面に微***を形成したり、メッキにより同底面に微小突起を形成することで、設けることができる。この凹凸の粗さは対象となるボールの大きさその他の条件により適宜設定されるものであるが、例えば直径が20〜100μm程度の微小なボールを対象とする場合には、1〜数ミクロン程度の粗さの凹凸を形成することが好ましい。ここで、上記実施態様のマスク22に代えて、支持部133の底部をエッチングで加工し、表面平均粗さRaは1.1〜2.3μmの微細な凹凸が形成された低粘着質部を有するマスクを用いて上記マスク22の実施態様と同様にウエハー3に半田ボール2を搭載したところ、上記マスク22と同様にマスクはウエハー3に密着せず、半田ボール2の電極31からの脱落もなかった。
また、(1)上記フラックス等、マスクと被配列体の間に介在物が無く、当該介在物のマスクへの付着を考慮する必要のない場合、(2)介在物があっても介在物が付着しない程度に例えばマスクの開口部の大きさを十分に確保できる場合には、上記マスク22を構成する突出部135は必要なく、マスクは基体部のみ、すなわち平板状体として構成してもよい。この場合は、マスクの底面側に低粘着質部を形成すればよい。
また、前述したマスク22は、磁力吸引されるように構成部材に軟磁性材を有するものとして説明したが、磁気吸引されない材質、例えば樹脂や非磁性ステンレスだけで構成されたマスクであっても、本発明の特徴とする技術を備えることはでき、本発明のマスクに含まれる。この場合、前述した磁気発生器314ではマスクを吸引してウエハーに密着させることができない。そのため、ホルダ310には、前述したウエハーを負圧で吸引保持するための流体通路に加え、マスクをウエハーから外れた箇所で負圧吸引できるような流体通路を形成し、負圧発生手段を作用させることでウエハーに密接させることができる。この他にも、ボール搭載装置の構造、例えば上記ホルダ21、ホルダ昇降手段29、マスク水平移動手段23、ボール供給手段24、ボール除去手段26などは、対象ウエハーの品種数や大きさ、許容搭載時間などに応じた適宜の構造をとることができる。また、マスク離版動作は、マスク22とウエハー3が相対的に垂直方向に離れればよく、マスク22側を上昇させるような構造として、マスク22を上昇させて行ってもよい。
1 ボール搭載装置
2 半田ボール
3 ウエハー
22 ボール振込みマスク
31 電極
310 ホルダ
314 磁気発生器
27 振込具
271 線状部材
29 ホルダ昇降手段
132 基体部
133 支持部
135 突出部
136 周辺部
138 低粘着質部
2 半田ボール
3 ウエハー
22 ボール振込みマスク
31 電極
310 ホルダ
314 磁気発生器
27 振込具
271 線状部材
29 ホルダ昇降手段
132 基体部
133 支持部
135 突出部
136 周辺部
138 低粘着質部
Claims (9)
- 微小なボールを所定のパターンで被配列体に搭載するボール振込み用マスクにおいて、前記パターンに対応し前記ボールが挿通可能な複数の開口部を有し、少なくとも前記被配列体と当接する面には低粘着質部が形成されているボール振込み用マスク。
- 前記低粘着質部は、固体潤滑材で形成されている請求項1記載のボール振込み用マスク。
- 前記低粘着質部には微細な凹凸が形成されている請求項1記載のボール振込み用マスク。
- 前記被配列体と当接する面において、少なくともボール搭載領域以外の領域に低粘着質部が形成されている請求項1乃至3のいずれかに記載のボール振込み用マスク。
- 微小なボールを所定のパターンで被配列体に搭載するボール振込み用マスクにおいて、
前記ボールが挿通可能な複数の開口部が形成された平板状の基体部と、
前記被配列体と当接して基体部を被配列体から所定隙間隔てるため基体部の一面側に形成された支持部とを有し、
少なくとも前記支持部の前記被配列体と当接する面には低粘着質部が形成されているボール振込み用マスク。 - 前記低粘着質部は、固体潤滑材で形成されている請求項5記載のボール振込み用マスク。
- 前記低粘着質部には、微細な凹凸が形成されている請求項5記載のボール振込み用マスク。
- 前記支持部は、被配列体とボール搭載領域内で当接する突出部と、被配列体とボール搭載領域外で当接する周辺部とで構成され、少なくとも前記周辺部の前記被配列体と当接する面には前記低粘着質部が形成されている請求項5乃至7のいずれかに記載のボール振込み用マスク。
- ボールを所定のパターンで被配列体に搭載する搭載装置において、 請求項1乃至8のいずれかに記載のボール振込み用マスクを使用するボール搭載装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007007908A JP2008177264A (ja) | 2007-01-17 | 2007-01-17 | ボール振込み用マスク及びこれを用いたボール搭載装置 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2007007908A Pending JP2008177264A (ja) | 2007-01-17 | 2007-01-17 | ボール振込み用マスク及びこれを用いたボール搭載装置 |
Country Status (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010050182A (ja) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Bonmaaku:Kk | メタルマスク及びその製造方法 |
JP2010135457A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Hitachi Plant Technologies Ltd | ハンダボール印刷機 |
JP2019004181A (ja) * | 2014-07-07 | 2019-01-10 | マクセルホールディングス株式会社 | 配列用マスク |
JP2020053540A (ja) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | アスリートFa株式会社 | 基板吸着固定ステージ及びボール搭載装置 |
-
2007
- 2007-01-17 JP JP2007007908A patent/JP2008177264A/ja active Pending
Cited By (9)
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