(57)【要約】【課題】はんだ微粒子を均一に沈降させることができ、かつはんだバンプが均一に形成され、性能にばらつきのない基板を得ることができるはんだバンプ形成装置を提供する。【解決手段】はんだバンプ形成装置１を、表面にパッド電極が設けられた基板１２およびこの基板１２上に供給されるはんだ微粒子を含むはんだ組成物１４を収容する容器１０と、この容器１０を加熱して前記はんだ組成物１４を溶融させ、はんだ微粒子をパッド電極上に付着させる加熱手段３０と、を備えた構成とし、更に、容器１０を載置すると共に加熱手段３０による容器１０の加熱を可能とした容器保持部２３と、この容器保持部２３を水平面内で円弧状に往復移動させて揺動させ、加熱により生じるベナールセルの境界部を揺れ漂わせてぼやけさせる載置台揺動手段２６を備えた構成とした。【選択図】図１
2008300808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にパッド電極が設けられた基板およびこの基板上に供給されるはんだ微粒子を含むはんだ組成物を収容する収容体と、この収容体を加熱して前記はんだ組成物を溶融させ前記はんだ微粒子を前記パッド電極上に付着させる加熱手段と、を備えたはんだバンプ形成装置において、
前記収容体を載置すると共に前記加熱手段による前記収容体の加熱を可能とした載置台と、
この載置台を水平面内で揺動させる載置台揺動手段と、を備えていることを特徴とするはんだバンプ形成装置。
【請求項２】
前記載置台を、前記収容体を載置する載置部と前記載置台揺動手段に連結する連結部とで形成し、
前記載置台揺動手段を、前記載置台の前記連結部と連結すると共に、サーボ制御により前記載置台を水平面内で円弧状に往復移動し揺動させるサーボモータで構成したことを特徴とする請求項１に記載のはんだバンプ形成装置。
【請求項３】
表面にパッド電極が設けられた基板およびこの基板上に供給されるはんだ微粒子を含むはんだ組成物を収容する収容体と、この収容体を加熱して前記はんだ組成物を溶融させ前記はんだ微粒子を前記パッド電極上に付着させる加熱手段と、を備えたはんだバンプ形成装置によりはんだバンプを形成するはんだバンプの形成方法であって、
前記収容体を載置した載置台を、その下方から前記加熱手段により加熱する載置台加熱工程と、
この載置台加熱工程時に、前記載置台を載置台揺動手段により水平面内で揺動させる載置台揺動工程と、を有することを特徴とするはんだバンプの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだバンプ形成装置およびはんだバンプの形成方法に係り、より詳しくは、半導体装置や電子部品の実装のために半導体基板もしくはプリント配線板（樹脂基板）やセラミックス基板上に設けられたパッド電極上に、はんだバンプを形成するはんだバンプ形成装置およびはんだバンプの形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体基板等のパッド電極上にはんだバンプを形成するはんだバンプ形成装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
上記はんだバンプ形成装置は、基板上に供給されたはんだ微粒子を含むはんだ組成物を加熱して、つまり、リフロー工程を経て、溶融したはんだ微粒子をパッド電極上に付着させる構成となっている。
【０００３】
以上のはんだバンプ形成装置によるはんだバンプ形成は概略次のように行われる。
まず、例えば皿状の収容体に載置されたシリコンウェハ等の基板上に、はんだ微粒子混合材料、つまり、はんだ組成物を供給し、基板上に均一に供給する。
次いで、はんだ組成物が供給された基板は、はんだバンプ形成専用リフローユニットにより加熱される。
その後、はんだ微粒子が沈降しながら徐々にパッド電極上に堆積溶融され、選択的にはんだ付けが行われる。
最後に、冷却工程終了後、洗浄工程にて基板を洗浄して、基板にはんだバンプを形成してプロセスが完了する。
【０００４】
はんだバンプ形成に際しては、前述のように、はんだ組成物を収容する収容体が用いられている。この収容体としては、どのような形状のものでもよいが、一例として、例えば、図１５，１６に示すように、はんだバンプ形成後の基板を搬送しやすいような形状のものを用いることが知られている。
【０００５】
すなわち、略皿状の容器１００は、底面部１００Ａとその外周に立設された周壁部１００Ｂとで形成されている。底面部１００Ａには、基板浮かし用として、複数個（例えば３個）の突起状ピン１０１が設けられ、これらの突起状ピン１０１の上端に、基板１０２が載置されるようになっている。また、これらの容器１００の底面部１００Ａにおいて突起状ピン１０１の外方には、基板１０２を位置決めする複数個の位置決めピン１０３が設けられている。
【０００６】
また、容器１００の底面部１００Ａの複数個所（例えば６箇所）には、その底面からわずかに抉られた状態で基板搬送用爪穴１００Ｃが形成されている。
さらに、容器１００の周壁部１００Ｂの径方向に対向する２箇所には、容器１００の内方に凹み、容器１００を把持するための凹み部１００Ｄが形成されている。
そして、突起状ピン１０１上に基板１０２が載置されると共に、容器１００内に液状のはんだ組成物１０４が供給されるようになっている。
【０００７】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２００５／０９１３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、容器内に水平な状態で収容された液状体を下面から均一に加熱し、ある一定以上の上下温度勾配が与えられると、ベナール対流と呼ばれる六角形状の渦（ベナールセル）が寄り集まったような形態の対流が発生する。すなわち、ベナール対流では、下面で温められた液体の比重が軽くなると上方へ移動し、上方へ移動した液体は上層部で冷却されることで比重が重くなり下方へ移動する。ベナール対流では、上述のような対流が規則的なパターンとして現れ、前述のように特徴的な六角形状模様となる。
そして、このベナールセルの大きさは液の深さと相関があるとされている。
【０００９】
ところが、前記形状の容器１００では、液状体のはんだ組成物が供給されると、容器１００の底面部１００Ａに凹凸が形成されているので、液深差が生じることになる。その結果、加熱により生じるベナールセルの大きさが不均一となってしまう。
対流が生じると、溶融して沈降するはんだ微粒子が流されてしまうのではんだ微粒子の沈降が均一でなくなり、例えば、参考図として挙げた図１７に示すように、基板１０２に対流ムラの痕跡が生じる。つまり、必ずしも鮮明ではないが、はんだバンプが多く堆積した黒い部位と、少ない白い部位とがばらけていることがわかる。その結果、はんだボリューム不足等の不具合が発生し、性能が不均一となるという問題が生じる。
なお、図１８は、従来の基板１０２の一部を顕微鏡で拡大した写真をコピーしたものであるため、必ずしも鮮明ではないが、多数のはんだバンプ１０５において頂点部（中央の白い部位）にばらつきが多く見られる。つまりはんだバンプ１０５が不均一となっていることは読み取れる。この中央の白い部位は、写真を撮る際、光に反射したものである。そして、多数のはんだバンプ１０５において白い部位が不均一に現れているのであれば、はんだバンプ１０５も不均一であることになる。
【００１０】
また、容器１００が加熱されたとき、底面部１００Ａからはもちろん、周壁部１００Ｂからも熱が伝わり、内部のはんだ組成物１０４を溶融することになる。
周壁部１００Ｂでは、熱い壁面に沿って大きな上昇流が発生して液上層部の流れが増し、容器１００の中央に向かう流れ込みが大きくなる。この際、周壁部１００Ｂの内周面に凹み部１００Ｄが形成されているため、周壁部１００Ｂにおいても、凹み部１００Ｄが形成されている部位と、凹み部１００Ｄが形成されていない部位とで、中央への流れ込みの形態に違いが生じる等、周壁部１００Ｂからの流れ込み自体も不均一となる。その結果、はんだ微粒子の沈降が均一とならないという問題もある。
【００１１】
さらに、容器１００が熱伝導に優れたアルミニウム等で形成されていると共に、その底面部１００Ａと突起状ピン１０１とが一体化されているので、下方から加熱された底面部１００Ａからの熱が突起状ピン１０１に直接伝わり、その突起状ピン１０１も高温となる。そのため、基板１０２において突起状ピン１０１が接触している部分を含む近傍の温度が高くなるので、周囲との温度差が生じ、その結果、不均一な対流を生じさせる。
【００１２】
ところで、対流が生じると、前述のように、はんだ微粒子を含むはんだ組成物が沈降する際、対流により流されてしまう。生じたベナールセルの大きさが不均一だと、流されるはんだ組成物の分布も不均一となり、その結果、はんだ組成物の均一な沈降が期待できない。
【００１３】
本発明の目的は、はんだ微粒子を均一に沈降させることができ、かつはんだバンプが均一に形成され、性能にばらつきのない基板を得ることができるはんだバンプ形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のはんだバンプ形成装置は、表面にパッド電極が設けられた基板およびこの基板上に供給されるはんだ微粒子を含むはんだ組成物を収容する収容体と、この収容体を加熱して前記はんだ組成物を溶融させ前記はんだ微粒子を前記パッド電極上に付着させる加熱手段と、を備えたはんだバンプ形成装置において、前記収容体を載置すると共に前記加熱手段による前記収容体の加熱を可能とした載置台と、この載置台を水平面内で揺動させる載置台揺動手段と、を備えていることを特徴とする（請求項１）。
【００１５】
この発明によれば、載置台揺動手段により収容体を揺動することによって、液状体を加熱により生じるベナールセルの境界部が揺れ漂い、ぼやけた状態となる。これにより、はんだ組成物のはんだ微粒子の堆積ムラが緩和され、はんだバンプが均一に形成されるようになり、その結果、性能にばらつきのない基板を得ることができる。
【００１６】
また、前記載置台を、前記収容体を載置する載置部と前記載置台揺動手段に連結する連結部とで形成し、前記載置台揺動手段を、前記載置台の前記連結部と連結すると共に、サーボ制御により前記載置台を水平面内で円弧状に往復移動し揺動させるサーボモータで構成してもよい（請求項２）。
【００１７】
このようにすれば、載置台を水平面内で円弧状に往復移動させての揺動が、サーボモータにより行われるので、収容体内のはんだ組成物の量に応じて最適の状態で揺動させることができ、液状体を加熱により生じるベナールセルの境界部が揺れ漂い、ぼやけた状態となる。これにより、はんだ組成物のはんだ微粒子の堆積ムラが緩和され、はんだバンプが均一に形成されるようになり、その結果、性能にばらつきのない基板を得ることができる。
【００１８】
また、本発明のはんだバンプの形成方法は、表面にパッド電極が設けられた基板およびこの基板上に供給されるはんだ微粒子を含むはんだ組成物を収容する収容体と、この収容体を加熱して前記はんだ組成物を溶融させ前記はんだ微粒子を前記パッド電極上に付着させる加熱手段と、を備えたはんだバンプ形成装置によりはんだバンプを形成するはんだバンプの形成方法であって、前記収容体を載置した載置台を、その下方から前記加熱手段により加熱する載置台加熱工程と、この載置台加熱工程時に、前記載置台を載置台揺動手段により水平面内で揺動させる載置台揺動工程と、を有することを特徴とする（請求項３）。
【００１９】
このはんだバンプの形成方法によれば、載置台揺動手段により収容体を揺動することによって、液状体を加熱により生じるベナールセルの境界部が揺れ漂い、ぼやけた状態となる。これにより、はんだ組成物のはんだ微粒子の堆積ムラが緩和され、はんだバンプが均一に形成されるようになり、その結果、性能にばらつきのない基板を得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、収容体内のはんだ組成物が、載置台揺動手段により収容体を揺動させることによって、液状体を加熱すると必ず生じるベナールセルの境界部を揺れ漂わせてぼやけた状態とすることができる。その結果、はんだ微粒子を均一に沈降させてはんだバンプを均一に形成することができ、性能にばらつきのない基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るはんだバンプ形成装置１の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明は、収容体である容器１０をリフロー時に揺動させることで、加熱により生じるベナールセルの境界部を揺れ漂わせてぼやけた状態とし、よってはんだ微粒子を均一に沈降させようとするものである。
【００２２】
図１，２には、上記はんだバンプ形成装置１の第１実施形態が示されている。
図１は、はんだバンプ形成装置１の平面図、図２は図１におけるII−II線に沿った縦断面図であり、図３は図２のａ部詳細図である。
本第１実施形態は、前述のように、容器１０をリフロー時に揺動させるものであり、はんだバンプ形成装置１は、図１に示すリフロー装置で構成されている。
【００２３】
容器１０は、図２に示すように、底面部１０Ａと、この底面部１０Ａの外周に一体的に立設された所定高さの周壁部１０Ｂとで形成され、略丸皿形状となっている。また、容器１０は、熱伝導性に優れた例えばアルミニウム製となっている。
容器１０の底面部１０Ａの上面は平滑面に仕上げられている。また、周壁部１０Ｂの内周面も、凹凸部がない滑らかな面に仕上げられ、これにより底面部１０Ａ及び内周面には、凹凸がない形状となっている。
【００２４】
容器１０の周壁部１０Ｂには、熱伝導率の低い樹脂製の周壁用断熱部材１７が取り付けられている。この周壁用断熱部材１７は断面逆角Ｕ字形状に形成され、周壁部１０Ｂの外周と内周とを覆って取り付けられている。そのため、容器１０が加熱された際、周壁部１０Ｂからの熱が容器１０内部の液状のはんだ組成物１４に伝わりにくいようになっている。
周壁用断熱部材１７は、上述のように、熱伝導率の低い樹脂部材で形成されており、樹脂部材としては、シリコン、テフロン（登録商標）、ポリイミド系樹脂等を利用すると好適である。
【００２５】
容器１０の内部には、基板１２と、はんだ組成物１４とが収容されるようになっている。
上記基板１２は、薄い円板状に形成された例えばシリコンウェハであり、この基板１２には升目状に切断線１２Ａが刻まれている。
そして、基板１２上の多数のパッド電極１１にはんだバンプ１５〈図３参照〉が形成された後、基板１２は最終的に切断線１２Ａに沿って切断され、１個ずつのＩＣチップとして使用されるようになる。
【００２６】
図３に示すように、基板１２の表面には前記パッド電極１１が形成されている。このパッド電極１１上にははんだバンプ１５が形成されている。そして、前記１個ずつのＩＣチップは、はんだバンプ１５を介して、他の半導体チップや配線板等に電気的あるいは機械的に接続されるようになっている。
【００２７】
パッド電極１１は例えば半円球形状であり、直径が例えば５０μｍに形成され、隣接するパッド電極１１の中心間の距離は、例えば８０μｍに設定されている。
ただし、パッド電極１１の上記寸法は、記載した５０μｍ、８０μｍに限定されるものではなく、他の半導体チップ等に対応させて任意に決定されるものである。
【００２８】
また、はんだ組成物１４は、油とはんだ微粒子１３とを含み構成され、油はエステルと活性剤とで構成されている。エステルは、はんだ微粒子を分散させるための液体であり、活性剤は、はんだ酸化膜を除去するための成分である。このはんだ微粒子は約２２０℃で溶融される。
【００２９】
前記リフロー装置１では、予備加熱部Ａと、リフロー部Ｂと、冷却部Ｃと、入出口Ｄとが、この順に同心円上に状に配列して設けられている。そして、処理前、つまりはんだバンプ形成前の容器１０は、図示しない保管場所等から入出口Ｄに搬送された後、そこから、予備加熱部Ａを経てリフロー部Ｂに送られる。そこではんだバンプ形成処理が行われ、次いで、リフロー部Ｂから冷却部Ｃに送られ、最後に入出口Ｄに送られ、そこから上記保管場所等に移されるようになっている。
【００３０】
容器１０は、図１に矢印Ｓで示すように、搬送手段２０によって上記順序に従って搬送されるようになっており、この搬送手段２０内に容器１０を揺動させる載置台揺動手段２６が含まれている。
この搬送手段２０は、バンプ形成装置１、つまりリフロー装置１の略中心に配置された駆動部２１と、この駆動部２１に設けられ、かつ十文字状に外側に突出した連結部である４本の腕部２２と、これらの腕部２２の先端に形成された載置台である容器保持部２３とを備えて構成されている。
【００３１】
駆動部２１は、上記４本の腕部２２を支持する載置部である中心板２４と、この中心板２４を上下動させるシリンダ２５と、これらの中心板２４、シリンダ２５を共に回転させるリング状のサーボモータ２６とを備えて構成されている。
【００３２】
このリング状のサーボモータ２６としては、回転のサーボ制御ができるように、例えばディスクサーボモータが使用されている。そして、所定の回転範囲内において小刻みな正逆回転を繰り返すことができ、リフロー部Ｂにおいて、その小刻みな正逆回転を行うことができる。これにより、図１に矢印Ｍで示すように、容器保持部２３およびその上に載置された容器１０を、水平面内で、搬送手段２０における中心板２４の中心Ｏを基点とする円弧状の往復移動による揺動運動を与えることができる。
すなわち、ディスクサーボモータからなるリング状のサーボモータ２６が前記載置台揺動手段を構成していることになる。
なお、前記駆動部２１において、シリンダ２５を使用せず、搬送用の腕部２２を常に、容器保持部２３を載置させる載置台３７から少し浮き上がった状態に維持して移動させるようにしてもよい。
【００３３】
載置台揺動手段２６による容器保持部２３の移動量は、円弧運動が、例えば１ｃｍ〜１０ｃｍの範囲で行われるように設定され、また、移動スピードは、慣性ではんだ組成物が揺動する程度のスピードに設定されている。ただし、上記移動量は上記範囲に限定されず、容器１０の大きさや深さに応じて、つまりはんだ組成物１４の収容量に応じて任意に設定できるものである。
【００３４】
容器保持部２３は図１に示すように、円環状に形成され、この容器保持部２３に、図示しない治具等により前記容器１０を正常な姿勢で保持することができるようになっている。
また、容器保持部２３の内径２３Ａは、容器１０の外径より小さな寸法に形成されており、これにより、容器１０を加熱した熱風Ｈが容器１０の外周に回り込まないようになっている。
【００３５】
前記リフロー部Ｂでは、図２に示すように、容器保持部２３の下方位置に配置された加熱手段３０を備えている。この加熱手段３０は、例えば電熱ヒータからなる加熱源３１，３２、ブロワ３３、蓄熱部材３４、熱風循環ダクト３５、および開口部３５Ａ等を備えて構成されている。
また、蓄熱部材３４には熱風Ｈを噴出させるための多数の熱風噴出口３４Ａが形成されている。さらに、熱風循環ダクト３５の上面は、前記容器保持部２３を載置させる載置台３７を構成している。
【００３６】
熱風Ｈは、加熱源３１から蓄熱部材３４、開口部３５Ａ（容器１０の底面部）、循環ダクト３５、加熱源３２、循環ダクト３５、ブロワ３３、加熱源３１に至る循環路３６を通って循環するようになっている。
なお、加熱手段３０による加熱は、はんだの融点以上、例えば２４０℃で行われるようになっている。
【００３７】
また、本実施形態では、図２に示すように、容器１０の上方位置にも加熱手段３０Ａが設けられている。この加熱手段３０Ａの詳細は省略するが、風等の影響を避けるために、例えば赤外線加熱による加熱手段が構成されている。
これにより、容器１０の下方および上方からの加熱が実施されるため、より効果的に、かつ短時間で加熱できる。
【００３８】
次に、図４（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、以上のような構成のはんだバンプ形成装置１によるはんだバンプ形成手順を説明する。
【００３９】
まず、図４（Ａ）に示すように、載置台加熱工程として、容器１０内の底面部１０Ａに基板１２を載置した後、はんだ組成物１４を、基板１２を覆うように所定量だけ容器１０に供給する。そして、その容器１０を加熱手段３０の上方に配置すると共に、その加熱手段３０を例えば３００℃で加熱する。
【００４０】
はんだ組成物１４は容器１０内で加熱され、それに伴って基板１２も加熱される。容器１０が、例えば３００℃で加熱された加熱手段３０からの熱風で加熱されるので、所定時間経過すると、図４（Ｂ）に示すように、容器１０内のはんだ組成物１４が溶融し始める。
次に、載置台揺動工程として、容器１０内のはんだ組成物１４の溶融に先立ち、載置台揺動手段２６を構成するディスクサーボモータからなるリング状のサーボモータの駆動により、容器保持部２３を水平面内において円弧状に往復移動させ、容器１０内の溶融し始めたはんだ組成物１４を揺動させる。
【００４１】
すると、図４（Ｃ）に示すように、ベナールセルの境界部が揺れ漂い、かつぼやけた状態となって、はんだ微粒子１３が沈降しながら徐々にパッド電極１１上に堆積溶融され、体積ムラなく、選択的にはんだ付けが行われる。
この際、容器１０が、その底面部１０Ａに凹凸がなく、液深差がない状態となるため、底面部１０Ａからの熱伝導の変化がなくなるので、均一化した対流となり、また、周壁部１０Ｂの内周部にも凹凸がないので、加熱により発生した対流が内周部のどこにも衝突することがなく、これにより、均一化した対流となる。
そして、このような均一化した対流をさらに揺動させるため、ベナールセルの境界部が、より確実に、かつ容易に揺れ漂い、これにより体積ムラなくはんだ微粒子１３が沈降する。
【００４２】
さらに、容器１０の周壁部１０Ｂに、熱伝導の低い周壁用断熱部材１７が、周壁部１０Ｂの外周と内周とを覆って取り付けられており、周壁部１０Ｂからの熱が容器１０内部の液状のはんだ組成物１４に伝わりにくいので、容器１０内での温度の伝わり方に変化が生ぜず、これにより、均一化した対流となる。
そのうえ、上述のように、均一化したはんだ組成物１４が、容器１０の揺動により揺動されるので、ベナールセルの境界部が、より確実に、かつ容易に揺れ漂い、これにより体積ムラなくはんだ微粒子１３が沈降する。
【００４３】
最後に、図示しない設備による冷却工程終了後、洗浄工程にて基板１２を洗浄して、図４（Ｄ）に示すように、基板１２にはんだバンプ１５が形成され、これにより、はんだバンプの形成プロセスが完了する。
【００４４】
ここで、参考例として挙げる図５に基づいて、周壁用断熱部材１７を容器１０に装着して、その容器１０を加熱した実施例を説明する。
図５は、写真をコピーしたものであるため必ずしも鮮明ではないが、加熱により生じた多数のベナールセル１４Ａの形状が、略同じ大きさの六角形形状となっていることは読み取れる。
なお、図５では鮮明でないため、図５におけるｂ部のベナールセル１４Ａの詳細を、実際の写真に基づいて図面化した形状を図６に示す。
【００４５】
前述のような形状の容器１０を用いると共に、容器保持部２３をリング状モータ２６の駆動により揺動して、はんだバンプ１５を形成した基板１２の実施例を、参考図として図７に示す。この図７は、写真のコピーであるため、必ずしも鮮明ではないが、はんだバンプが全体に均一になっている点がわかる。つまり、はんだ微粒子の沈降が均一となり、はんだ微粒子が偏って黒くなった部位と、疎らな白い部位とのばらつきがほとんどない。
これに対して、前述した従来例の図１７では、はんだ微粒子が偏って黒くなった部位と、疎らな白い部位とが点在しており、その結果、本実施形態の図７と、従来例の図１７とでは、明らかに異なっていることは読み取れる。
【００４６】
また、図８には、本第１実施形態により容器１０を揺動させてはんだバンプ１５を形成した基板１２を顕微鏡で拡大した写真をコピーしたものが示されている。
この図８に示すように、はんだバンプ１５の頂点部（中央の白い部位）がばらつきなく略均一に形成されていることがわかる。なお、この中央の白い部位は、写真を撮る際、光に反射したものである。そして、多数のはんだバンプ１５において白い部位が不均一に現れているのであれば、はんだバンプ１５も不均一であることになる。
そして、この図８を、前記従来例を示す図１８のはんだバンプ１０５と比較すれば、図８に示す本第１実施形態の基板１２が、従来の基板１０２より、はんだバンプのばらつきが少ないものであることが読み取れる。
【００４７】
以上のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）容器１０が保持された容器保持部２３が、リング状モータ２６の駆動により水平面内で揺動可能となっているので、加熱手段３０により加熱された容器１０内にはんだ組成物１４のベナールセル１４Ａが生じるとき、容器保持部２３および容器１０を揺動させることで、ベナールセル１４Ａの境界部を揺れ漂わせてぼやけた状態とすることができる。その結果、堆積ムラが緩和され、対流ムラの痕跡が残ることもなくはんだ微粒子１３を均一に沈降させることができ、これにより、はんだバンプ１５を均一に形成でき、性能にばらつきがない基板１２を得ることができる。
【００４８】
（２）容器保持部２３の水平面内での揺動が、サーボ制御が可能なリング状モータ２６の駆動により行われるので、移動量および移動スピードの調整を自在に行うことができる。その結果、加熱により生じるベナールセル１４Ａの境界部を揺れ漂わせてぼやけた状態とすることができ、堆積ムラが緩和され、対流ムラの痕跡が残ることもなく、はんだバンプ１５が均一に形成された基板１２を得ることができる。
【００４９】
（３）容器１０の底面部１０Ａが平滑面となっているので、容器１０内に収容されたはんだ組成物１４の液深さが同じとなる。そのため、液深差により生じるベナールセル１４Ａの形状を略均一とすることができ、均一化した対流となる。そして、このような均一化した対流をさらに揺動させるため、ベナールセル１４Ａの境界部を、より確実に、かつ容易に揺れ漂わせることができる。その結果、はんだ微粒子１３を均一に沈降させることができる。
【００５０】
（４）容器１０の周壁部１０Ｂに周壁用断熱部材１７が装着されているので、加熱された容器１０の熱が周壁部１０Ｂから直接に容器１０内のはんだ組成物１４に伝わることを妨ぐことができる。その結果、容器１０Ｂ内のはんだ組成物１４に伝わる熱は、主に加熱された底面部１０Ａからのみとなり、周壁部１０Ｂからの熱に邪魔されず、熱の影響によるベナール対流の形状の乱れを防ぐ。そして、このような均一化した対流をさらに揺動させるため、ベナールセル１４Ａの境界部を、より確実に、かつ容易に揺れ漂わせることができる。その結果、はんだ微粒子１３を均一に沈降させることができる。
【００５１】
次に、図９〜１１に基づいて、本発明の第２実施形態を説明する。
図９は、本第２実施形態のはんだバンプ形成装置２における容器と基板等を示す平面図であり、図１０は、図９におけるＸ−Ｘ線に沿った縦断面図であり、図１１は、容器１０と基板１２と基板支持部材４０との関係を示す拡大斜視図である。
【００５２】
本第２実施形態のはんだバンプ形成装置２では、前記第１実施形態のはんだバンプ形成装置１の基板１２を、容器１０内において浮かして取り付けるために、基板支持部材４０を設け、また、この基板支持部材４０によって基板１２を位置決めできるようにしたものである。そして、このような容器１０を、載置台揺動手段４５により水平面内で円弧状に往復移動させて揺動できるようにしたものである。
なお、本第２実施形態のリフロー装置２において、前記第１実施形態のリフロー装置１と同一使用部材及び構造には、同一符号を付すとともに、その詳細な説明は省略または簡略化する。また、図９，１０では容器１０、基板１２を主に示し、載置台揺動手段４５等については省略してある。また、図１１では周壁用断熱部材を省略してある。
【００５３】
容器１０の底面部１０Ａにおいて、周壁部１０Ｂ側には円周上に均等配置されて複数個（例えば４個）の上記基板支持部材４０が設けられている。この基板支持部材４０は、熱伝導の低い樹脂部材で形成され、また、基板１２の外周部を載置、支持する載置部４０Ａと、この載置部４０Ａの上面に上方に突出すると共に、基板１２の位置決めをする位置決めピン４０Ｂとで形成されている。そして、載置部４０Ａと位置決めピン４０Ｂとは一体的に形成されている。
また、載置部４０Ａは、基板１２が底面部１０Ａから高さ寸法ｈ（例えば０．５ｍｍ）浮いた状態となるような厚さに形成されている。
【００５４】
そして、載置部４０Ａには、上述のように、基板１２の外周の一部が載置され、これにより、容器１０の底面部１０Ａからの取り外しが容易となっている。また、位置決めピン４０Ｂは、基板１２が正常な位置に保持されるように、基板１２の外周端が接触可能となっている。
以上の基板支持部材４０は、基板１２の大きさに対応させて、所定の位置に配置するだけでよいが、耐熱性の接着剤等で張り付け、固定してもよい。
【００５５】
以上のような第２実施形態のはんだバンプ形成装置２でも、前記第１実施形態のはんだバンプ形成装置１と略同様の作用が実施される。ただし、基板１２を底面部１０Ａに載置する際、本第２実施形態では、基板支持部材４０の載置部４０Ａ上に載置される。
【００５６】
そして、第２実施形態のはんだバンプ形成装置２では、前記（３）、（４）と略同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
（５）基板１２が基板支持部材４０を介して容器１０の底面部１０Ａから、例えば０．５ｍｍ浮いた状態で支持されているので、底面部１０Ａと基板支持部材４０の載置部４０Ａとの０．５ｍｍの隙間を利用して基板１２の取り出しを容易に行うことができる。
【００５７】
（６）基板支持部材４０が内部用断熱部材で形成されているので、加熱された容器１０の熱が基板支持部材４０の載置部４０Ａから基板１２に伝わることを防止することができる。その結果、温度差によるベナールセルの乱れを防止することができるので、はんだ微粒子１３の均一な沈降を実現することができる。そして、このような均一化した対流をさらに揺動させるため、ベナールセル１４Ａの境界部を、より確実に、かつ容易に揺れ漂わせることができる。その結果、はんだ微粒子１３を均一に沈降させることができる。
【００５８】
（７）基板支持部材４０の位置決めピン４０Ｂにより基板１２の位置決めを行うことができるので、基板１２を正常な状態で保持することができる。
【００５９】
（８）基板支持部材４０の載置部４０Ａと位置決めピン４０Ｂとが一体的に形成され、基板１２を載置部４０Ａの上面に載置できると同時に、位置決めピン４０Ｂにより基板１２の位置決めを行えるので、一つの部材で２つの機能を果たすことができる。その結果、載置用の部材と位置決め用の部材とを別個に設けなくてすみ、省部材化を図ることができる。
【００６０】
次に、図１２〜１４に基づいて、本発明の第３実施形態を説明する。
前記第１実施形態では、容器保持部２３および容器１０の揺動を、水平面内における所定範囲内の円弧状の揺動としたものであったが、本第３実施形態では、シリンダーを用いて水平面内での直線移動による揺動としたものである。
なお、この第３実施形態において、前記第１，２実施形態の構造、構成部材等と同一のものには、同一符号を付すと共にそれらの詳細な説明は省略または簡略化する。
【００６１】
本第３実施形態のはんだバンプ形成装置３は、前記容器１０を保持する容器保持部材４３を、前述のように水平面内で揺動させる載置台揺動手段４５と、前記加熱手段３０とを備えている。
【００６２】
図１２に示すように、前記容器保持部材４３は、例えばチャンネル状部材を適宜折り曲げ、平面視略円形形状となるように形成されている。
この容器保持部材４３の下方には、図１３，１４に示すように、前記加熱手段３０が配置されており、この加熱手段３０から容器１０に向けて熱風Ｈが噴射され、容器１０の加熱、言い換えれば、はんだ組成物１４の加熱が行われるようになっている。
そのため、容器保持部材４３には熱風Ｈの吹き抜け用の開口部４３Ａが設けられている。
【００６３】
開口部２３Ａは、容器１０の底面部１０Ａの全面を加熱できるように、容器１０の外径寸法よりわずかに小さな寸法に形成されている。したがって、容器保持部材４３の開口部４３Ａと容器１０の底面部１０Ａとの間には、噴出された熱風が容器１０の外部に逃げ出せない状態になっている。なお、噴出され容器１０を加熱した熱風Ｈは、加熱手段３０の前記循環路３６内を循環するようになっている。
また、容器保持部材４３の上面には、容器１０の外周と当接すると共に、容器１０の位置決めを行う容器位置決め治具４４が設けられている。
更に、容器１０の上方位置には、前記第１実施形態と同様に、赤外線加熱による加熱手段３０Ａが配置されている。
【００６４】
本第３実施形態では、容器１０内において、はんだ組成物１４が加熱されたとき生じる前記ベナールセルの境界部を揺れ漂わせてぼかすために、容器１０を載置している容器保持部材２３が、前述のように、水平面内で直線的に移動して揺動可能となっている。
すなわち、容器保持部材４３の水平面内での直線的な揺動は、載置台揺動手段４５により行われるようになっている。この載置台揺動手段４５は、容器保持部材４３を水平面内で直線的に往復スライド移動させて揺動させる載置台スライド機構４６と、容器保持部材２３の往復スライド移動をガイドするガイド部材４７とを備えている。
【００６５】
容器保持部材４３には、図１４に詳細を示すように、当該容器保持部材４３のスライド方向（図１２中の矢印Ｋ方向;図１４の紙面直交方向）に沿った両側面と、それらの側面と直交する下面とにわたって形成されたスライドガイド面４３Ｃが形成されている。そして、このスライドガイド面４３Ｃが、前記ガイド部材４７にガイドされるようになっている。
【００６６】
図１１に示すように、ガイド部材４７は、容器保持部材４３の両側面と対向配置された第１、第２のガイド部材４８，４９で構成され、これらの第１、第２のガイド部材４８，４９に、容器保持部材４３のスライドガイド面４３Ｃをガイドする断面Ｌ字形状のガイド溝４８Ａ、４９Ａがそれぞれ形成されている。
【００６７】
また、容器保持部材４３の前記開口部４３Ａは、加熱手段３０による前記容器１０の下面全面の加熱が可能となるように、かつ、容器１０の外周に熱風Ｈが回り込まないように、容器１０の外径より所定寸法小さな寸法に形成されている。
【００６８】
前記載置台スライド機構４６は、容器保持部材４３のスライド方向に沿うと共に、当該容器保持部材４３と対向配置された油圧シリンダー５０を備えている。この油圧シリンダー５０は、その一端、つまりロッド５０Ａの先端が容器保持部材４３の側面４３Ｄに連結され、他端側がブラケット５１及びベース５２を介して基台５３に固定されている。
また、上記容器保持部材４３の側面４３Ｄは、前記スライドガイド面４３Ｃと直交している。
【００６９】
従って、油圧シリンダー５０を駆動させ、そのロッド５０Ａを前進または後退させることで、容器保持部材４３を一方向に水平移動させることができ、これにより、容器１０、ひいてはその内部のはんだ組成物１４を水平面内で直線的に往復移動させて揺動させることができる。
【００７０】
容器保持部材４３の移動量は、例えば１ｃｍ〜１０ｃｍの範囲で設定され、また、移動スピードは、慣性ではんだ組成物が揺動する程度のスピードに設定されている。ただし、上記移動量は上記範囲に限定されず、容器１０の大きさや深さに応じて、つまりはんだ組成物１４の収容量に応じて任意に設定できるものである。
【００７１】
以上のような第３実施形態によれば、前記第１実施形態の（３）、（４）と同様の効果を得ることができる他、次のような効果を得ることができる。
（９）容器保持部材４３の水平面内での直線移動による揺動が油圧シリンダー５０の駆動により行われるので、移動量および移動スピードの調整を自在に行うことができる。その結果、加熱により生じるベナールセル１４Ａの境界部を揺れ漂わせてぼやけた状態とすることができ、堆積ムラが緩和され、対流ムラの痕跡が残ることもなく、はんだバンプ１５が均一に形成された基板１２を得ることができる。
【００７２】
次に、本発明の第４実施形態を説明する。
本第４実施形態は、前記第２実施形態のはんだバンプ形成装置２における基板支持部材４０を前記第３実施形態のはんだバンプ形成装置３に用いたものである。
すなわち、油圧シリンダー５０を利用した載置台揺動機構４５を備えた前記第３実施形態において、基板１２を、前述した図９〜１４の構成の基板支持部材４０に載置、支持させたものである。
したがって、それらの詳細な説明は省略する。
【００７３】
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００７４】
例えば、前記第３実施形態では、容器１０の揺動を、油圧シリンダー５０を用いて容器保持部材４３を、一方方向（図１において左右方向）、かつ水平方向に移動させていたが、これに限らない。前記実施形態の方向と直交する方向（図１において手前側と向こう側）に水平移動できるような構成としてもよい。
【００７５】
また、前記第３実施形態では、容器１０の揺動を、油圧シリンダー５０を用いて容器保持部材４３を、一方方向（図１２において左右方向）、かつ水平方向に移動させていたが、これに限らない。互いに直交する方向にそれぞれ油圧シリンダーを設け、ガイド部材４７と容器保持部材４３とが互いに直交する方向にそれぞれ移動できるように構成し、一方方向に移動させて揺動した後、他方向に揺動できるようにしてもよい。このようにすれば、より効率よく境界部を揺れ漂わせてぼかすことができ、はんだ微粒子１３のより均一な沈降を実現できる。
【００７６】
さらに、前記第３実施形態では、容器１０を揺動させる揺動手段として油圧シリンダー５０を用いて、容器保持部材４３を水平面内で一方方向に移動させていたが、これに限らない。
容器保持部材４３を、例えば左右方向あるいは前後方向にわずかに傾けることができるような構造とし、容器１０内のはんだ組成物１４を一方方向において交互に傾けるような揺動であってもよい。
【００７７】
また、前記第３実施形態では、容器１０を揺動させる揺動手段として油圧シリンダー５０を用いていたが、揺動手段としては、油圧シリンダー５０でなく空圧シリンダーでもよい。
さらに、揺動手段としてシリンダーでなく、例えば容器保持部材４３を変心カムに沿って回転できるようにし、これにより、容器１０を揺動させる構造としてもよい。
さらにまた、容器１０が載置された容器保持部材４３に、例えばバイブレータにより瞬間的な振動を与え、これにより、容器１０内のはんだ組成物１４を揺動させる構造としてもよい。
【００７８】
また、前記各実施形態では、容器１０の周壁部１０Ｂの外周と内周との両方に、周壁用断熱部材１７を取り付けたが、これに限らない。例えば内周に取り付ける等、どちらか一方に取り付けてもよい。そして、このようにすれば、周壁用断熱部材が少なくてすむ一方で、前記（４）と略同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、シリコンウェハ等の基板上のパッド電極にはんだバンプを均等に付着させる際に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係るはんだバンプ形成装置の第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図1におけるII−II線に沿った縦断面図である。
【図３】図２におけるａ部拡大図である。
【図４】前記第１実施形態のはんだバンプ形成装置によるはんだバンプの形成手順を示す図である。
【図５】前記第１実施形態の周壁用断熱部材を装着して実施した結果を示す図である。
【図６】図６におけるｂ部詳細図である。
【図７】前記第１実施形態の容器を揺動した結果の基板を示す斜視図である。
【図８】図７における基板のはんだバンプ形成結果を示す写真の拡大図をコピーしたものである。
【図９】本発明に係るはんだバンプ形成装置の第２実施形態および第４実施形態を示す平面図である。
【図１０】図１０におけるＸ−Ｘ線に沿った縦断面図である。
【図１１】前記第２実施形態および第４実施形態の基板支持部材と基板の底面部と基板との関係を示す部分拡大図である。
【図１２】本発明に係るはんだバンプ形成装置の第３実施形態を示す平面図である。
【図１３】図１２におけるXIII矢視図である。
【図１４】図１２におけるXIV−XIV線に沿った縦断面図である。
【図１５】従来のリフロー装置の容器を示す平面図である。
【図１６】図１５におけるXVI−XVI線に沿った縦断面図である。
【図１７】従来のはんだバンプ形成装置により揺動なしで形成された基板におけるはんだ微粒子の沈降状態を示す斜視図である。
【図１８】図１７の基板におけるはんだバンプの状態を示す写真の拡大図をコピーしたものである。
【符号の説明】
【００８１】
１，２  はんだバンプ形成装置
１０  収容体である容器
１１  パッド電極
１２  基板
１３  はんだ微粒子
１４  はんだ組成物
１５  はんだバンプ
１７  周壁用断熱部材
２０  搬送手段
２３  載置台である容器保持部
２６  載置台揺動手段であるリング状のサーボモータ
３０  加熱手段
４０  基板支持部材
４３  載置台である容器保持部材
４５  載置台揺動手段
５０  載置台揺動手段を構成する油圧シリンダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2008300808.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2008300808.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2008300808.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2008300808.tif 000016
【図１５】
2008300808.tif 000017
【図１６】
2008300808.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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