JP2010502028A - 半導体チップのバンプを液状物質により溶着するための装置 - Google Patents
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Abstract
半導体チップのバンプをはんだ付用フラックスにより溶着する装置は、表面および背面を有するキャリア板(14)と、キャリア板(14)の表面に取り外し可能に設置され、少なくとも1個の陥凹部(3)を有する鋼板(15)とを含む。好ましくは、陥凹部はエッチングにより形成される。好ましくは、鋼板(15)を固定するために、少なくとも1個の磁石(16)をキャリア板(14)の背面に設置する。
【選択図】図4
【選択図】図4
Description
本発明は、半導体チップのバンプを、はんだ付用フラックス等の液状物質により溶着するための装置に関する。
半導体チップを実装する技術としては、いわゆるダイボンダにより半導体チップをあらかじめ基板に設置しておく技術が広く知られている。この技術によれば、半導体チップの電気接続面は、いわゆるワイヤボンダにより基板にワイヤ接続される。その他の技術としてはフリップチップ技術があり、半導体チップの接続面にはいわゆるバンプが設けられ、技術用語において「フリップ」と言われるように、半導体チップを反転して基板に実装する。その後、半導体チップのバンプをはんだ付用フラックスにより溶着する。溶着するために、半導体チップのバンプをはんだ付用フラックス等を充填した陥凹部に浸積する。この技術によれば、半導体チップは、バンプが基板の電気接続面に接触した様態で基板に設置される。その後、半導体チップおよび基板をリフローして焼成する。
請求項1の前提部に記載の、半導体チップのバンプをはんだ付用フラックスにより溶着する装置は、特許文献1に開示されている。当該装置は、はんだ付用フラックスを充填した少なくとも1つの陥凹部を有する基板を含む。陥凹部内のはんだ付用フラックス層の厚さは、通常、0〜200μmの範囲である。はんだ付用フラックス層の厚みを均一にするために、基板として鋼板を使用する。鋼板は、表面を十分に滑らかな平らな面にするために、均質な素材を切削および機械処理して形成する。その後、陥凹部を切削により形成する。基板および陥凹部の製造工程は極度に複雑であり、そのため高コストである。
半導体チップのバンプを溶着するその他の装置としては、特許文献2〜4が知られている。
CH694634
EP789391
WO01/35709
特開平8−340175
本発明が解決しようとする課題は、上記のような装置において、製造が容易で費用効率の高い装置を提供することである。
上記課題は、本発明の請求項1に記載の特徴により解決できる。
上記の課題は、切削により形成された陥凹部を有する基板を、キャリア板、および陥凹部を有する(置換可能な)鋼板とを備える機構に変更することにより解決される。鋼板としては例えば、DIN EN 10130規格における「最良の表面」の表面品質を有し、その表面が「非常に滑らか」な品質に形成される、標準的に入手できる板部材が適している。当該DIN規格においては、表面タイプ「最良の表面」は「B」の文字、また実際の表面品質である「非常に滑らか」は「b」の文字で表示されている。例としては、「EN10130−DC04Bb」で表示される板部材がある。DC04は鋼の種類を表しており、このDC04からなる板部材は、表面の滑らかさや粗さに関する条件を満たしている。好ましくは、陥凹部はエッチングにより形成される。陥凹部の表面は、鋼板におけるその他の面に比べて肉眼にはつや消し面に見える。また、陥凹部は切削や研磨など他の材料除去方法によって形成してもよい。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図面は原寸大ではない。
図1および図2はそれぞれ、はんだ付用フラックス、導電性エポキシ樹脂、又ははんだペースト等の液状物質により半導体チップのバンプを溶着する、特許文献1に開示の装置1の上面図および側面図である。装置1は、少なくとも1個の陥凹部3を有する長方形の基板2、および液状物質を収容する、底部に開口部を有する容器4を備える。溶着動作において、容器4は、基板2上で2つの位置P1および位置P2の間を所定の速度で前後にスライドする。位置P1および位置P2は、陥凹部3の左右に設けられる。
容器4は、例えば容器4が取り外し可能に取り付けられたスライドにより駆動される。スライドは、下部スライド部8aおよび上部スライド部8bを備える。容器4は、上部スライド部8bにおける円形凹部に実装される2個のピン10を有する。上部スライド部8bは、ばねにより、下部スライド部8aが引っ張られる方向とは逆方向に基板2の方向に引っ張られ、これにより容器4の下部端が基板2に所定の強さで押し付けられる。スライド8自体は空圧駆動(図示せず)により、例えば基板に並行して設けられるガイドレール9に沿って前後に移動する。これにより、容器4も基板2上をスライド移動する。
図3は、陥凹部3に液状物質としてはんだ付用フラックス12を充填した図である。フラックス層の厚さdは、陥凹部3の深さtより約20〜30μm薄いが、はんだ付用フラックス12は陥凹部3の外周に沿って陥凹部3の上部端13まで延伸している。陥凹部3にははんだ付用フラックス12が均一に充填されており、はんだ付用フラックス12の粘度は、少なくとも8〜45Ns/m2(8000〜45000cp)の広範囲にあり影響しない。従って、半導体チップおよびバンプを陥凹部3に浸漬した際、はんだ付用フラックスによって全てのバンプが均一に溶着する。
次に、図4および図5を参照して本発明を説明する。本発明によれば、基板2を、キャリア板14および、少なくとも1個の陥凹部3を備え、交換可能にキャリア板14に取り付けられた鋼板15に変更する。キャリア板14の背面には、少なくとも1個、好ましくは複数の磁石16が設けられる。好ましくは、磁石16はキャリア板14背面の凹部17に収容される。鋼板15がキャリア板14の表面に置かれると、鋼板15は磁石16の力によりキャリア板14に引き付けられる。
好ましくは、鋼板15に対向するキャリア板14の表面は平らな面、すなわち凹凸のない表面である。凹凸のない表面は、突起を有する表面に比べて製造工程がより単純である。鋼板15をキャリア板14に挿入する際、鋼板15が正しい位置に収容され、また動作中にずれないよう、表面の両端から突出する部材18をキャリア板14に更に設ける。部材18は例えばU字形状を有し、キャリア板14の相対する両端面に取り付けられる。
好ましくは、鋼板15における少なくとも1個の陥凹部3はエッチングにより形成される。従って、陥凹部の表面は肉眼にはつや消し面のように見え、鋼板15の表面のうち、陥凹部形成時に処理されない部分は平滑面に見える。少なくとも1個の陥凹部3はまた、切削や研磨など他の材料除去方法により形成してもよい。切削や研磨により形成された面は、光沢面に見える。表面が切削により形成された場合、形成作業時に付く切削ヘッド痕を更に有する。
本発明よる装置においては、次の複数の利点がある。まず、キャリア板14を相当の精度で形成するだけで製造精度が向上する。平面として形成されるキャリア板14表面は、陥凹部を有する基板に比べて形成がより容易である。また、キャリア板14は摩耗せず、実装機械に恒久的に設置することが可能である。また、鋼板15における少なくとも1個の陥凹部3をエッチングにより形成することにより、切削により形成する場合に比べて、費用効率が非常に高い。また、鋼板15は使用により摩耗するが、鋼板15の交換は、切削により形成された陥凹部を有する基板を交換する場合に比べて、費用効率が非常に高い。さらに、陥凹部3の深さを製造条件の変化に合わせて調節しなければならない場合、鋼板15を簡単に素早く交換することができる。
上記のような、キャリア板14および交換可能な鋼板15を備える機構は、その点以外は例えば特許文献1または特許文献3の教示により構成される、半導体チップのバンプを溶着するための装置に使用してもよい。ただし、上記機構の使用は、そのような構成に制限されるものではない。
Claims (3)
- 半導体チップのバンプを液状物質により溶着するために、液状物質を収容する少なくとも1個の陥凹部(3)を有し、前記半導体チップを、バンプを溶着する前記少なくとも1個の陥凹部(3)に浸漬する装置において、
表面および背面を有するキャリア板(14)と、
前記キャリア板(14)の前記表面に取り外し可能に設置され、前記少なくとも1個の陥凹部(3)を有する鋼板(15)とを備えることを特徴とする、半導体チップのバンプを液状物質により溶着するための装置。 - 前記陥凹部(3)の前記表面は、前記鋼板(15)におけるその他の面に比べて、肉眼にはつや消し面に見えることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記キャリア板(14)の前記背面に、少なくとも1個の磁石(16)を設置することを特徴とする、請求項1もしくは請求項2に記載の装置。
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