(57)【要約】【課題】例えばＩＣパッケージのように、平板と平板の間に微細隙間が形成されるワークを製造した後、バンプ周辺に付着するフラックス等の不要物を洗浄・除去出来るようにする。【解決手段】上面が開口するボックス状の受槽２と、この受槽２の上部を覆うことの出来る上面層３によってワークＷをクランプするとともに、ワークＷの二枚の平板Ｗａ、Ｗｂで挟まれる微小隙間の領域及びその近接領域を洗浄液流通領域として画成し、この洗浄液流通領域に向けて、洗浄液供給部７から溶存酸素量３ｍｇ／ｌ程度以下に脱気した洗浄液を供給し、これを対向する位置の真空引き部８から吸引することにより洗浄液を流通させる。この際、例えば周波数１．６〜１０ＭＨｚ程度の超音波発振手段５により、流通方向に沿って洗浄液中に超音波を放射してワークＷの隙間を洗浄すると一層効果的である。【選択図】      図３
2004202481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板と平板の間に微小隙間が形成されるワークを洗浄する方法であって、前記ワークをクランプすることにより、前記平板と平板で囲まれるワークの隙間領域及びその近接領域に洗浄液が流通する洗浄液流通領域を形成する工程と、この洗浄液流通領域に連通する洗浄液供給部から洗浄液流通領域内に向けて洗浄液を供給するとともに、ワークを挟んで洗浄液供給部とは反対側の洗浄液流通領域内を真空引きすることで、ワークの隙間領域を通して洗浄液を流通させる工程を備えたことを特徴とする微小隙間を有するワークの洗浄方法。
【請求項２】
前記洗浄液は脱気されていることを特徴とする請求項１に記載の微小隙間を有するワークの洗浄方法。
【請求項３】
前記ワークの隙間領域に洗浄液を流通させている間、洗浄液の流通方向に向けて超音波を放射することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の微小隙間を有するワークの洗浄方法。
【請求項４】
前記洗浄液の流通及び超音波の発振は、異なった方向から複数回行われることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の微小隙間を有するワークの洗浄方法。
【請求項５】
平板と平板の間に微小隙間が形成されるワークを洗浄するための洗浄装置であって、ワークをクランプすることにより平板と平板で囲まれるワークの隙間領域及びその近接領域を洗浄液流通領域として画成することの出来る洗浄領域形成手段と、前記洗浄液流通領域に連通する洗浄液供給部と、ワークを挟んで洗浄液供給部とは反対側の洗浄液流通領域内を真空引きすることの出来る真空引き部を備えたことを特徴とする微小隙間を有するワークの洗浄装置。
【請求項６】
前記装置には、流通させる洗浄液から脱気する脱気手段が設けられることを特徴とする請求項５に記載の微小隙間を有するワークの洗浄装置。
【請求項７】
前記装置には、洗浄液流通領域内を流通する洗浄液に向けて流通方向に沿って超音波を発振するための超音波発振手段が設けられることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の微小隙間を有するワークの洗浄装置。
【請求項８】
前記洗浄液供給部と超音波発振手段は複数設けられ、また、前記洗浄液供給部とは反対側の真空引き部も複数設けられることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の微小隙間を有するワークの洗浄装置。
【請求項９】
前記洗浄領域形成手段の近傍には、前記洗浄領域内を洗浄するための第２の超音波発振手段が設けられることを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の微小隙間を有するワークの洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば多数の微細な半田バンプにより接続されたフリップチップ実装のＩＣパッケージ等を洗浄する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣチップの電極とプリント配線基板の電極を直接張り合わせて接続することで、パッケージの小型化を図るようにしたフリップチップ実装のＩＣパッケージが急増しており、このようなＩＣパッケージの製造は、チップの電極に形成した多数の微細な半田バンプにフラックスを付着させ、これをプリント配線基板の電極に加熱溶融させて電気的導通を図るようにしている。
そしてこのようなＩＣパッケージは、半田バンプを溶融させて接合した後、バンプの周囲に付着するフラックスを除去する必要があり、この除去のため、洗浄液の循環回路に洗浄塔を設け、この洗浄塔内に縦型筒状容器を配設するとともに、この縦型筒状容器内にＩＣパッケージを収容（隙間方向を縦向きに）し、洗浄液を上方から下方に向けて直通式に流通させてフラックスを除去するような技術が知られている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−４６１９８号公報（図１乃至図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記技術の場合、数ｃｍ平方程度のチップ内に数千個程度の微細なバンプが設けられているような場合で、バンプとバンプの隙間が微細であるような場合には、洗浄効果に限度があり、特に、隙間が直線状に並ばずにランダムに形成されている場合等には、完全に汚れを除去することが出来なかった。
【０００５】
そこで本発明は、例えばＩＣパッケージのように、平板と平板の間に微細隙間が形成されるワークを製造した後、バンプ周辺に付着するフラックス等の不要物を完全に洗浄・除去出来るようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、平板と平板の間に微小隙間が形成されるワークを洗浄する方法において、ワークをクランプすることにより、平板と平板で囲まれるワークの隙間領域及びその近接領域に洗浄液が流通する洗浄液流通領域を形成し、この洗浄液流通領域に連通する洗浄液供給部から洗浄液流通領域内に向けて洗浄液を供給するとともに、ワークを挟んで洗浄液供給部とは反対側の洗浄液流通領域内を真空引きすることで、ワークの隙間領域を通して洗浄液を流通させるようにした。
【０００７】
このように、ワークをクランプすることで、ワークの隙間領域及びその近接領域に洗浄液流通領域を形成し、この洗浄液流通領域に連通する洗浄液供給部から洗浄液流通領域内に向けて洗浄液を供給すれば、洗浄液は真空圧によりワークの隙間領域を通して流通するようになり、隙間に付着する異物成分等が除去される。
【０００８】
ここで、真空引きの程度としては、例えば大気圧より０．０９Ｍｐａ以下の負圧で真空引きするようにすれば、ワークの隙間領域が１００μｍ程度以下の微小な隙間であっても洗浄液が円滑に流通して異物成分の除去を行うことができるようになるが、真空圧が不足すると洗浄液の流通が円滑になされなくなって異物除去能力が低下する恐れがある。
【０００９】
また、本発明では、前記洗浄液が脱気されているものとした。
このように脱気することにより、洗浄液が微小隙間を流通する際に気泡等が発生するような不具合がなく、円滑な流通が確保される。
尚、この際の洗浄液の脱気程度は、溶存酸素量を３ｍｇ／ｌ程度以下にすることが好ましい。
【００１０】
また、本発明では、ワークの隙間領域に洗浄液を流通させている間、洗浄液の流通方向に向けて超音波を放射するようにした。
このように、流通する洗浄液中に超音波を放射して洗浄すれば、超音波で生じる微小な真空核のキャビテーションの衝撃力により、付着力の強い異物成分でも強力に洗浄することが出来るようになり、単に洗浄液を流通させるだけに較べて洗浄効果を格段に高めることが出来る。
この際、脱気した洗浄液であれば、キャビテーションの衝撃力を一層高めることが出来、この際の溶存酸素量も３ｍｇ／ｌ程度以下が好適である。また、超音波の発振は、１ＭＨｚ以上の周波数にすることが好ましい。
【００１１】
また、本発明では、洗浄液の流通及び超音波の発振を、異なった方向から複数回行うようにした。
このように、例えば左側から洗浄液を流通させた後、右側から流通させ、その後、前側から、後側から等のように異なった方向から流通させて洗浄するようにすれば、一方向からだけ洗浄液を流通させたり超音波を発振させたりすることに較べて洗浄効果をより完全ならしめることが出来る。
【００１２】
また本発明では、平板と平板の間に微小隙間が形成されるワークを洗浄するための洗浄装置において、ワークをクランプすることにより平板と平板で囲まれるワークの隙間領域及びその近接領域を洗浄液流通領域として画成することの出来る洗浄領域形成手段を設け、前記洗浄液流通領域に連通する洗浄液供給部を設けるとともに、ワークを挟んで洗浄液供給部とは反対側に、洗浄液流通領域内を真空引きすることの出来る真空引き部を設けた。
【００１３】
そして、請求項１のように、ワークをクランプすることにより、ワークの隙間領域及びその近接領域に洗浄液流通領域を形成し、この洗浄液流通領域に連通する洗浄液供給部から洗浄液流通領域内に洗浄液を供給するとともに、ワークを挟んでこれとは反対側の洗浄液流通領域内を真空引きすれば、洗浄液は真空圧によってワークの隙間領域を通して流通するようになり、隙間に存在する異物成分等が除去される。
【００１４】
そして、前記装置に、流通させる洗浄液から脱気する脱気手段を設ければ、請求項２のように、脱気した洗浄液を流通させることが出来るようになり、また、装置に、洗浄液流通領域内を流通する洗浄液に向けて流通方向に沿って超音波を発振するための超音波発振手段を設ければ、請求項３のように、洗浄液中に向けて超音波を放射出来るようになり、いずれも洗浄効果を高めることが出来る。
また、洗浄液供給部と超音波発振手段を複数設け、真空引き部も複数設けることで、請求項４のように、異なった方向から洗浄液を複数回流すことが出来るようになる。
【００１５】
また、本発明では、領域形成手段の近傍に、洗浄領域内を洗浄するための第２の超音波発振手段を設けるようにした。
ここで、ＩＣパッケージのようにバンプに付着するフラックスを除去する場合、洗浄を繰り返すと洗浄領域内はフラックス等の影響により汚れが付着した状態になりやすく、洗浄効果が低下しがちである。そこで、例えば定期的にワークを投入しない状態で洗浄領域内を洗浄することが好ましく、この場合、ワーク洗浄用の超音波発振手段では洗浄領域内の洗浄を効果的に行うことが出来ないため、洗浄領域内専用の第２の超音波発振手段を設ける。
尚、この際の第２の超音波発振手段は、周波数２５〜５０ＫＨｚ程度の発振器が好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで、図１は本発明に係る第１実施例の洗浄装置の構成概要図、図２は要部拡大図、図３は第２実施例の洗浄装置の構成概要図、図４はワークの説明図である。
【００１７】
本発明に係るワークの洗浄技術は、例えば図４に示すように、一方側の平板Ｗａとしてのチップと、他方側の平板Ｗｂとしての基板とが、多数の微細な半田バンプｂで接合されるＩＣパッケージのようなワークＷを製造した後、バンプｂ周辺に付着するフラックス等を完全に洗浄・除去出来るようにされ、脱気した洗浄液をワークの隙間に流通させて洗浄し、その際、必要に応じて流通方向に沿って超音波を発振して洗浄することを特徴としている。
ここで、本実施例におけるバンプ径は１００μｍ程度で、二枚の平板Ｗａ、Ｗｂの隙間間隔は７０μｍ程度であり、また隣接する半田バンプｂのピッチは３００μｍ程度の微細なものである。
【００１８】
本発明に係る洗浄装置１の基本構成は、図１に示すように、洗浄液流通領域を形成するための洗浄領域形成手段として、洗浄液流通領域の下方部を画成し且つ上面側が開口するボックス型の受槽２と、洗浄液流通領域の上方部を画成し且つ受槽２の上部を覆うことの出来る上面槽３を備えており、上面槽３の中間部には下方に向けて突出する突出部３ｔが設けられるとともに、この突出部３ｔの下面や、周縁端部下面には、パッキンｐが設けられている。そして、受槽２内にワークＷを載置し、その上から上面槽３を被せて、各パッキンｐをワークＷ上面や受槽２端面に当接させた状態でワークＷを押圧クランプすることにより、二枚の平板Ｗａ、Ｗｂで囲まれる隙間領域及びその近接領域を洗浄液流通領域として画成することが出来るようにしている。
そして、受槽２の周囲四面の側壁のうち、ワークＷの二枚の平板Ｗａ、Ｗｂで囲まれる領域とほぼ同じ高さ位置に長孔のスリット孔ｓが設けられている。
【００１９】
また、受槽２の内面下方には、ワークＷを載置することの出来る複数の載置台９（図２）が設けられるとともに、この載置台９より外側部分には、受槽２のコーナ周縁四辺に沿ってスリット状の真空引き部８が四ヶ所設けられ、各真空引き部８には、真空引き手段として不図示の吸引機構が接続されるとともに、一箇所の真空引き部８が開放して作動しているときは、他の真空引き部８は閉じて待機状態にあるようにしている。
また、真空引き部８に連通する不図示の吸引機構は、大気圧より０．０９Ｍｐａ以下の負圧で真空引き出来るようにされている。
【００２０】
一方、受槽２周囲四ヶ所の側壁の外側には、洗浄液を供給するための洗浄液供給機構４が設けられており、この洗浄液供給機構４には、前記スリット孔ｓに向けて流路を上下先細り状に絞り込むノズル部材６と、このノズル部材６の内部に洗浄液を供給する洗浄液供給部７が設けられている。
そして、ノズル部材６の先端のノズル部ｎのノズル幅ｈ（図２）は、０．１〜０．２ｍｍ程度にされている。
また、洗浄液供給部７を通して送り込まれる洗浄液は、不図示の脱気機構により、液中に含まれる気体が脱気されるようになっており、実施例では、溶存酸素量を３ｍｇ／ｌ以下に脱気するようにしている。
【００２１】
ところで、受槽２の下方には、第２の超音波発振手段１０を設けている。この超音波発振手段１０は、受槽２や、載置台９や、スリット孔ｓや、真空引き部８等の汚れを取り除くためのものであり、本実施例では周波数２８ＫＨｚの超音波発振器を使用している。
【００２２】
以上のような超音波洗浄装置１を使用した洗浄方法等について説明する。
上面槽３を取り外して受槽２の載置台９上にワークＷを載置した後、上面槽３を被せて突出部３ｔによりワークＷを押圧クランプして固定することにより、受槽２内を洗浄液流通領域として画成する。
このワークＷは、例えば一方側の平板Ｗａに形成した微細な半田バンプｂを他方側の平板Ｗｂに半田付けする際、半田バンプｂの周辺にフラックスが残存付着しているものである。
【００２３】
次いで、いずれか１ヶ所のノズル部材６の洗浄液供給部７から脱気した洗浄液を供給しつつ、ワークＷを挟んで対向する位置の真空引き部８を開いて前記吸引機構により洗浄液を吸引する。すると、洗浄液供給部７から供給された洗浄液は、ノズル部ｎ、スリット孔ｓを通して受槽２内に流入し、ワークＷの平板Ｗａ、Ｗｂで挟まれる隙間領域を通して流動した後、対向する位置の真空引き部８から吸引されるようになり、ワークＷの平板Ｗａ、Ｗｂで挟まれる隙間領域と、その近接領域が洗浄液流通領域となって洗浄液が流通するようになる。
この際、バンプｂの周囲に付着するフラックスが除去され、また、除去されたフラックスや洗浄液は真空引き部８から吸い込まれて排出される。
尚、本実施例では、洗浄液を脱気して流通させるようにしているため、洗浄液流通領域内で泡が発生するような不具合がなく、ワークＷの隙間領域が狭くても洗浄液の流通が円滑に行われるが、ワークＷの隙間領域が大きいような場合は、脱気しない洗浄液を流通させるようにしても良い。
【００２４】
そして、一定期間経過後、洗浄液の流通方向が変更され、それまで送られていた洗浄液供給部７からの洗浄液供給が停止し、他の位置のノズル部材６、例えば一回目と逆方向のノズル部材６の洗浄液供給部７から脱気した洗浄液が導入され、また対向位置の真空引き部８が吸引を始めるようになって、流通方向が逆方向に変換される。
そして、必要に応じて、三回目はそれと直角方向の一方側から、四回目はその反対方向から等、方向を変えながら同じ操作を繰り返して洗浄することにより、未洗浄の箇所を無くして完全に洗浄することが出来る。そして、このように異方向から繰り返す洗浄方法は、例えば、図４（ｃ）に示すように、バンプｂがランダムに配置されているような場合で、洗浄液の流通隙間が直線的でないような場合に特に有効である。
【００２５】
そして、洗浄が終えると、必要に応じて、リンス液を流してリンス（すすぎ洗い）した後、不図示のチューブ等を介してクリーンＮ２等の温風ガスをワークＷの上部から送り、真空引き部８から吸引排気することで、ワークＷを乾燥させれば、洗浄から乾燥までの一連の作業が連続して行われるようになる。
【００２６】
ところで、洗浄を繰り返すうち、受槽２や真空引き部８やスリット孔ｓ等にフラックス等が付着して汚れた場合、洗浄効果が低下するため、第２の超音波発振手段１０により受槽２等を洗浄するようにする。
この要領は、ワークＷを載置しない空の状態で、ワークＷを洗浄する要領と同じ要領で脱気した洗浄液を流通させ、第２の超音波発振手段１０を作動させれば、受槽２等に付着するフラックス等の汚れが簡単に除去される。そして、このような受槽２等の洗浄を定期的に行う等により、高い洗浄効果を維持することが出来る。
【００２７】
次ぎに、洗浄時に超音波を使用する場合の構成の一例について図３に基づき説明する。
この超音波洗浄装置１は、図１の超音波洗浄装置のノズル部材６の外側に、振動板１２を介して洗浄液中に周波数１．６〜１０ＭＨｚ程度の超音波を発振する超音波発振手段５が四ヶ所に設けられている点以外は前記超音波洗浄装置と同一の構造である。
尚、図３において、前記と同様な部品等には同一の番号を付している。
【００２８】
そして、洗浄液を流通させている際に、この超音波発振手段５を作動させることにより、洗浄液の流通方向に沿って洗浄液中に超音波を放射することが出来るようにされている。
【００２９】
このような超音波洗浄装置１において、前記と同様の手順によりいずれか１ヶ所の洗浄液供給部７から洗浄液を供給し、これに対向する位置の真空引き部８から真空引き吸引して洗浄液を流動させつつ、同時に洗浄液が供給される洗浄液供給部７側の超音波発振手段５を作動させれば、洗浄液の流通方向に沿って洗浄液中に超音波が放射され、そのとき発生するキャビテーションの強力な衝撃力によってバンプｂの周囲に強力に付着するフラックスまで綺麗に除去出来る。、そして、除去されたフラックスや洗浄液は真空引き部８から吸い込まれて排出される。
【００３０】
そして、必要に応じて、前記と同様に、洗浄液の流通方向を変更し、例えば一回目と逆方向の洗浄液供給部７から脱気した洗浄液が導入するとともに、超音波の放射方向も変換し、その後、更に、直角方向から洗浄液を流動させ、また超音波を放射する等により、洗浄効果を強力に高めることが出来る。
【００３１】
尚、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えばワークＷはＩＣパッケージに限定されるものではなく、また、平板Ｗａと平板Ｗｂの隙間間隔の寸法等については一例である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る微小隙間を有するワークの洗浄方法及び洗浄装置は、平板と平板の間に微小隙間が形成されるワークを洗浄する際、ワークをクランプすることにより、平板と平板で囲まれる領域及びその近接領域に洗浄液流通領域を形成し、この洗浄液流通領域向けて洗浄液を供給するとともに、供給方向とは反対側の洗浄液流通領域内を真空引きすることで、ワークの隙間領域を通して洗浄液を流通させるようにしたため、隙間に存在する異物等を簡単に除去することが出来る。
また、洗浄液から脱気することにより、洗浄液が微小隙間を流通する際に気泡等が発生するような不具合がなく、円滑な流通が確保され、また、ワークの隙間領域に洗浄液を流通させている間、洗浄液の流通方向に向けて超音波を放射すれば、超音波で生じる微小な真空核のキャビテーションの衝撃力により、付着力の強い異物成分でも強力に洗浄することが出来るようになる。
【００３３】
また、洗浄液の流通及び超音波の発振を、異なった方向から複数回行うようにすれば、一方向からだけ洗浄液を流通させたり超音波を発振させたりすることに較べて洗浄効果をより完全ならしめることが出来る。
また、領域形成手段の近傍に、洗浄領域内を洗浄するための第２の超音波発振手段を設ければ、洗浄領域内の汚れによる洗浄能力の低下を防止出来て好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施例の洗浄装置の構成概要図
【図２】要部拡大図
【図３】本発明に係る第２実施例の洗浄装置の構成概要図
【図４】ワークの説明図で、（ａ）は部分縦断面図、（ｂ）はバンプの配置例の一例図、（ｃ）はバンプの配置の他の例の説明図である。
【符号の説明】
１…洗浄装置、２…受槽、３…上面槽、５…超音波発振手段、６…ノズル部材、７…洗浄液供給部、８…真空引き部、１０…第２の超音波発振手段、Ｗ…ワーク、Ｗａ…平板、Ｗｂ…平板、ｂ…バンプ。
【図１】
2004202481.tif 000003
【図２】
2004202481.tif 000004
【図３】
2004202481.tif 000005
【図４】
2004202481.tif 000006