(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１枚のウェハに複数個作り込まれた電子部品に導電性ボールを搭載する導電性ボールの搭載装置であって、ウェハ供給部のウェハを下方から保持部により吸着保持して搬送する搬送手段と、ウェハに導電性ボールを搭載するボール搭載手段とを備え、前記保持部はウェハ供給部からのウェハの取り出しからウェハ収納部へのウェハ収納に至る全工程を通じてウェハを吸着保持することを特徴とする導電性ボールの搭載装置。
【請求項２】
前記ボール搭載手段による導電性ボールの搭載位置において、ウェハを保持した前記保持部を支持する支持手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の導電性ボールの搭載装置。
【請求項３】
導電性ボールの搭載に先立って、前記ウェハに接合材料を供給する接合材料供給手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の導電性ボールの搭載装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の導電性ボールの搭載装置を用いて電子部品に導電性ボールを搭載する導電性ボールの搭載方法であって、ウェハを搬送手段の保持部により下方から吸着保持して搬送し、このウェハを前記保持部により保持した状態で導電性ボールの搭載を行うことを特徴とする導電性ボールの搭載方法。
【請求項５】
前記導電性ボールの搭載位置において、前記保持部を支持手段により支持した状態で導電性ボールの搭載を行うことを特徴とする請求項４記載の導電性ボールの搭載方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハ状態の半導体基板に作り込まれた複数の電子部品に導電性ボールを搭載する導電性ボールの搭載装置および搭載方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フリップチップやＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）などの電子部品の製造工程においては、突出電極であるバンプ形成のために半田ボールなどの導電性ボールが搭載される。この導電性ボールの搭載は、ウェハ等の半導体基板から個片に切り出された電子部品に対して行われているが、近年、電子部品製造の生産性向上ののために、電子部品が個片に切り出される前のウェハ状態でのバンプ形成を行うことが検討されている。この方法では、ウェハ等の半導体基板に対して直接導電性ボールが搭載されるため、円板状のウェハを直接ハンドリングする必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、薄いシリコン円板であるウェハは、本来ベルト搬送やグリップ搬送など、従来のプリント基板の搬送に用いられていた方法には適さない。このためウェハのハンドリングには従来ウェハを保持する専用治具を使用する方法が採用されていた。しかしながら、専用治具を用いる方法は多数の治具を製作するための費用を要してコストアップを招くとともに、ウェハごとに治具への装着・取り外しを必要とするなど取り扱いに手間を要する。このように従来の導電性ボールの搭載装置では、ウェハ状態の電子部品への導電性ボールの搭載を効率よく行うことが困難であるという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、１枚のウェハに複数個作り込まれた電子部品に、効率よく導電性ボールを搭載することができる導電性ボールの搭載装置および搭載方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の導電性ボールの搭載装置は、１枚のウェハに複数個作り込まれた電子部品に導電性ボールを搭載する導電性ボールの搭載装置であって、ウェハ供給部のウェハを下方から保持部により吸着保持して搬送する搬送手段と、ウェハに導電性ボールを搭載するボール搭載手段とを備え、前記保持部はウェハ供給部からのウェハの取出しからウェハ収納部へのウェハ収納に至る全工程を通じてウェハを吸着保持する。
【０００６】
請求項２記載の導電性ボールの搭載装置は、請求項１記載の導電性ボールの搭載装置であって、前記ボール搭載手段による導電性ボールの搭載位置において、ウェハを保持した前記保持部を支持する支持手段を備えた。
【０００７】
請求項３記載の導電性ボールの搭載装置は、請求項１または２記載の導電性ボールの搭載装置であって、導電性ボールの搭載に先立って、前記ウェハ上に接合材料を供給する接合材料供給手段を備えた。
【０００８】
請求項４記載の導電性ボールの搭載方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の導電性ボールの搭載装置を用いて電子部品に導電性ボールを搭載する導電性ボールの搭載方法であって、ウェハを搬送手段の保持部により下方から吸着保持して搬送し、このウェハを前記保持部により保持した状態で導電性ボールの搭載を行うようにした。
【０００９】
請求項５記載の導電性ボールの搭載方法は、請求項４記載の導電性ボールの搭載方法であって、前記導電性ボールの搭載位置において、前記保持部を支持手段により支持した状態で導電性ボールの搭載を行うようにした。
【００１０】
本発明によれば、ウェハを下方から保持部により吸着支持して搬送し、さらに好ましくは導電性ボールの搭載位置において支持手段により保持部を支持した状態で導電性ボールを搭載することにより、ウェハに精度よくかつ効率的に導電性ボールの搭載を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の平面図、図２は同導電性ボールの搭載装置のボール搭載部の側面図、図３は同導電性ボールの搭載装置のフラックス供給部の側面図、図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は同導電性ボールの搭載方法の工程説明図である。
【００１２】
まず図１を参照して導電性ボールの搭載装置の構成を説明する。図１において、導電性ボールの搭載装置は、ウェハ供給部１およびウェハ収納部３、ボール搭載部２、フラックス供給部４および中央に配置された搬送手段としてのロボット５より構成されている。ウェハ供給部１はマガジン１ａ内に格納されたウェハ６を供給する。ウェハ収納部３は導電性ボールの搭載後のウェハ６をマガジン３ａ内に収納する。ウェハ６の取り出し・収納、フラックス塗布および導電性ボール搭載の各工程におけるハンドリングは、ロボット５によって行われる。ロボット５は多関節ロボットであり、ロボット５のアーム５ａは先端部に真空吸着または静電吸着によりウェハを下付から吸着保持する保持部５ｂを備えている。
【００１３】
次に図１、図２を参照してボール搭載部２について説明する。図１において基台１０上の両側端部には２つのＸ軸テーブル１１が並設されており、Ｘ軸テーブル１１上にはＹ軸テーブル１２が架設されている。Ｙ軸テーブル１２には搭載ヘッド１３が装着されており、Ｘ軸テーブル１１およびＹ軸テーブル１２を駆動することにより搭載ヘッド１３は水平移動する。図２に示すように、基台１０上には支持テーブル１６を昇降させる昇降機構１５が配設されており、支持テーブル１６は上昇位置においてウェハ６を下方から吸着保持したアーム５ａの保持部５ｂを支持する。したがって支持テーブル１６はアーム５ａの保持部５ｂを支持する支持手段となっている。
【００１４】
支持テーブル１６の側方には導電性ボール７を貯溜するボール供給部１４が配設されている。搭載ヘッド１３をボール供給部１４上に移動させ、搭載ヘッド１３の下端部に設けられた吸着ツール１３ａをボール供給部１４内の導電性ボール７に対して上下動させることにより、吸着ツール１３ａは導電性ボール７を吸着してピックアップする。この搭載ヘッド１３をウェハ６上に移動させ、そこで上下動を行わせることにより、吸着ツール１３ａに吸着された導電性ボール７はウェハ６に形成された各半導体素子６ａ（図１参照）上に搭載される。したがって、搭載ヘッド１３はボール搭載手段となっている。
【００１５】
次に図１、図３を参照してフラックス供給部４について説明する。フラックス供給部４は、導電性ボール７の搭載に先立って導電性ボール７を半田接合する接合材料であるフラックスをウェハ６上面に塗布するものである。図３において、基台２０上にはマスク昇降部３０が設けられており、マスク昇降部３０は昇降プレート２１を昇降させる。昇降プレート２１上にはスクリーンマスク２２およびスキージ部２５よりなるスクリーン印刷機構が配設されている。
【００１６】
スキージ部２５は上下動する２つのスキージ２６を備えており、昇降プレート２１上に配設された移動テーブル２４を駆動することにより、スキージ部２５はＹ方向に移動する。マスク昇降部３０を駆動することにより、昇降プレート２１は下降しマスクプレート２３の下面は基板６に当接する。この状態で、２つのスキージ２６のいずれか一方をマスクプレート２３を当接させ、スキージ２６を水平移動させてマスクプレート２３上に供給されたフラックス２７をスキージ２６で掻き寄せることにより、ウェハ６の上面の所定部位にはマスクプレート２３に設けられたパターン孔を介してフラックス２７が印刷される。すなわち、スキージ２６およびマスクプレート２３は接合材料であるフラックス２７を、印刷によりウェハ６に供給する接合材料供給手段となっている。
【００１７】
この印刷過程において、支持テーブル２９は昇降機構２８により上昇して、ウェハ６を吸着保持したアーム５ａの保持部５ｂを下方から支持する位置にある。これにより、スクリーン印刷時にスキージ２６をマスクプレート２３に押圧する印圧荷重は、支持テーブル２９によって支持される。
【００１８】
この導電性ボールの搭載装置は上記のように構成されており、以下導電性ボールの搭載方法について図４を参照して説明する。まず図４（ａ）に示すように、ロボット５のアーム５ａをウェハ供給部１に対して移動させ、アーム５ａによってマガジン１ａに多段積みされたウェハ６のうちの１枚を下方からすくい取り、保持部５ｂに吸着保持した状態でマガジン１ａから取り出す。
【００１９】
次いでウェハ６を保持したアーム５ａをフラックス供給部４に対して移動させ、ウェハ６をスクリーンマスク２２の印刷位置に位置させる。次いで昇降プレート２１を下降させて、マスクプレート２３の下面を保持部５ｂで保持されたウェハ６の上面に当接させる。このとき、支持テーブル２９は上昇位置にあって保持部５ｂは支持テーブル２９によって支持されている。そしてマスクプレート２３上に供給されたフラックス２７をスキージ２６を移動させて掻き寄せることにより、パターン孔を介してウェハ６上にフラックス２７が印刷される。上述のように、印刷過程ではウェハ６を保持する保持部５ｂは支持テーブル２９によって支持されているため、印刷時の印圧によってアーム５ａに荷重が負荷されて保持部５ｂの位置が不安定になることなく良好な印刷が行われる。
【００２０】
次に、スクリーン印刷によるフラックス塗布が終り、上面にフラックス膜が形成されたウェハ６は、ロボット５のアーム５ａによってボール搭載部２に搬送される。ここでは吸着ツール１３ａによってボール供給部１４から導電性ボール７を吸着した搭載ヘッド１３が支持テーブル１６上で待機状態にある。図５（ｃ）に示すようにアーム５ａによってウェハ６がボール搭載位置に位置すると、支持テーブル１６が上昇して保持部５ｂを下方から支持する。そしてこの状態のウェハ６に対して搭載ヘッド１３を下降させ、導電性ボールの吸着を解除することにより、導電性ボール７がウェハ６のフラックス膜２７上に搭載される。このボール搭載過程においてもフラックス印刷過程と同様に、保持部５ｂは支持テーブル１６によって支持されているため、ボール搭載時の押圧荷重によって保持部５ｂの位置が不安定となり、搭載精度が低下するといったことも生じることがない。このようにして導電性ボール７が搭載されたウェハ６は、アーム５ａによってウェハ収納部３に搬送され、マガジン３ａ内に多段収納される。
【００２１】
上記説明したように本実施の形態では、ウェハ６の取り出しからフラックス塗布、ボール搭載を経てウェハ収納に至る全工程を通じてウェハ６はロボット５のアーム５ａに設けられた保持部５ｂによって吸着保持された状態にある。このため、ウェハ６は上記工程を通じて常に安定した姿勢が保たれる。そしてフラックス塗布やボール搭載など、作業時に荷重が作用する工程においては、アーム５ａの保持部５ｂを荷重に抗する方向から直接支持するようにしているため、本来アーム５ａの直交方向から荷重を負荷するのには適さない多関節型のロボットを、上記作業におけるウェハ６のハンドリングに使用することが可能となる。
【００２２】
この結果、安定した方法でウェハを確実に保持して、効率の良いフレキシブルなハンドリング動作を行わせることができる。したがって、コンベア搬送やグリップ搬送などの従来の搬送方法に不適な薄くて大径円板状であるウェハ６を安定した状態でハンドリングしながら、フラックスの塗布や導電性ボールの搭載などの作業を効率よく行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、ウェハを下方から保持部により吸着支持して搬送し、導電性ボールの搭載位置において支持手段により保持部を支持した状態で導電性ボールを搭載するようにしたので、ウェハにダメージを与えることなく効率よく導電性ボールの搭載を行うことができる。また保持部はウェハ供給部からのウェハの取り出しからウェハ収納部へのウェハ収納に至る全工程を通じてウェハを吸着保持するようにしたので、ウェハは各工程を通じて常に安定した姿勢が保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置のボール搭載部の側面図
【図３】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置のフラックス供給部の側面図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載方法の工程説明図
（ｂ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載方法の工程説明図
（ｃ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載方法の工程説明図
（ｄ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載方法の工程説明図
【符号の説明】
２  ボール搭載部
４  フラックス供給部
５  ロボット
５ａ  アーム
５ｂ  保持部
６  ウェハ
６ａ  半導体素子
１６  支持テーブル
２３  マスクプレート
２６  スキージ
２７  フラックス
２９  支持テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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