(57)【要約】【課題】狭小な二平面間に設けられた微細な構成部を有するワークを洗浄する方法の提供。特に、前記ワークの二平面が集積回路チップと基板とで形成され、かつ、前記微細な構成部が集積回路チップの回路を基板接点に導通させる微細なハンダボールである場合に適した装置の提供。【解決手段】ワークを回転させながらワークの微細な構成部に洗浄液を浸透させ、前記二平面間同士の隙間端縁に沿って洗浄液の高速流れを形成して微細な構成部に浸透していた洗浄液を効率よく排出させることにより二平面間内部を洗浄することとした。またそのための装置として、前記ワークを載置する載置部２と、このワークを回転させる駆動手段（モータ３）と、前記載置部２に載置されたワークに洗浄液を噴射するノズル部４と、を備えることとした。【選択図】　　　図１
2004074063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
狭小な二平面間に設けられた微細な構成部を有するワークを洗浄する方法であって、前記ワークを回転させながらワークの微細な構成部に洗浄液を浸透させ、前記二平面間同士の隙間端縁に沿って洗浄液の高速流れを形成して微細な構成部に浸透していた洗浄液を効率よく排出させることにより二平面間内部を洗浄することを特徴とするワークの微細構成部の洗浄方法。
【請求項２】
請求項１記載のワークの微細構成部の洗浄方法において、前記ワークの二平面が集積回路チップと基板とで形成され、かつ、前記微細な構成部が集積回路チップの回路を基板接点に導通させる微細なハンダボールもしくはハンダバンプであることを特徴とするワークの微細構成部の洗浄方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のワークの微細構成部の洗浄方法に使用する装置であって、前記ワークを載置する載置部と、このワークを回転させる駆動手段と、前記載置部に載置されたワークに洗浄液を噴射するノズル部と、を備えることを特徴とするワークの微細構成部の洗浄装置。
【請求項４】
請求項３記載のワークの微細構成部の洗浄装置において、前記載置部を円盤状板面で形成すると共に、この円盤状板面に複数のワークを円盤状板面の同心円状位置に固定するための係止部材を設け、前記円盤状板面の中心位置に駆動手段の有する回転軸を設けたことを特徴とするワークの微細構成部の洗浄装置。
【請求項５】
請求項３または４記載のワークの微細構成部の洗浄装置において、前記ノズル部から噴出される洗浄液の噴射面が、円盤状板面の径方向に所定の幅を有して線状となることを特徴とするワークの微細構成部の洗浄装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載のワークの微細構成部の洗浄装置において、前記載置部と駆動手段とは脱着可能であることを特徴とするワークの微細構成部の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、狭小な二平面間に設けられた微細な構成部を有するワークを洗浄する方法及びその装置に関し、特に、基板に微細なハンダボールもしくはハンダバンプを介して集積回路チップを装着した半導体部品の洗浄に適したワークの微細構成部の洗浄方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、狭小な二平面間に設けられた微細な構成部を有するワークの洗浄方法としては、ワークを浸漬させた洗浄液内に超音波を発生させ、その超音波の特性を利用して、二平面間に固着したり被覆している不用物を洗浄液に溶解させて除去する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した洗浄方法は半導体部品であるフリップチップ・ボールグリッドアレイ（ＦＣ・ＢＧＡ）タイプＬＳＩの洗浄にも活用されている。
前記ＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩの基板上には、多数の微細なハンダボールを介して集積回路チップが搭載されている。このような構成の集積回路チップと基板との間は約０．１ｍｍ以下の間隔しかない。そして、前記ハンダボールを基板に溶着する際にはフラックスが使用されるが、このフラックスが微細なハンダボール相互間に付着した状態となっているので、樹脂モールド前に前記フラックスを主とする不用物を除去して洗浄しなければならない。
【０００４】
しかしながら、超音波を利用した洗浄方法では、フラックスが集積回路チップと基板との間にあり、しかも、その隙間が狭小であるため、超音波を内部まで良好に照射させることは困難であり、フラックスを完全に除去するためには時間と手間を要し、ＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩの生産性の向上を阻外しているという問題点があった。
この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、洗浄対象部位がＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩのように狭小な二平面間にあるようなワークでも短時間で効率良く洗浄できるワークの微細構成部の洗浄方法及びその装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載のワークの微細構成部の洗浄方法では、狭小な二平面間に設けられた微細な構成部を有するワークを洗浄する方法であって、前記ワークを回転させながらワークの微細な構成部に洗浄液を浸透させ、前記二平面間同士の隙間端縁に沿って洗浄液の高速流れを形成して微細な構成部に浸透していた洗浄液を効率よく排出させることにより二平面間内部を洗浄することを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明では、請求項１記載のワークの微細構成部の洗浄方法において、前記ワークの二平面が集積回路チップと基板とで形成され、かつ、前記微細な構成部が集積回路チップの回路を基板接点に導通させる微細なハンダボールもしくはハンダバンプであることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明では、請求項１または２記載のワークの微細構成部の洗浄方法に使用する装置であって、前記ワークを載置する載置部と、このワークを回転させる駆動手段と、前記載置部に載置されたワークに洗浄液を噴射するノズル部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明では、請求項３記載のワークの微細構成部の洗浄装置において、前記載置部を円盤状板面で形成すると共に、この円盤状板面に複数のワークを円盤状板面の同心円状位置に固定するための係止部材を設け、前記円盤状板面の中心位置に駆動手段の有する回転軸を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明では、請求項３または４記載のワークの微細構成部の洗浄装置において、前記ノズル部から噴出される洗浄液の噴射面が、円盤状板面の径方向に所定の幅を有して線状となることを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明では、請求項３〜５のいずれかに記載のワークの微細構成部の洗浄装置において、前記載置部と駆動手段とは脱着可能であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施の形態では、ＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩの集積回路チップを微細なハンダボールを介して基板に搭載した状態のワークを例にとって説明する。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の実施の形態のワークの微細構成部の洗浄装置Ａの正面図、図２は載置部２の平面図、図３はＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩの平面図、図４はＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩを説明する側面図である。
図５は載置部２に４枚のＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩを載置した状態を説明する図、図６はノズル部４が形成する噴射面を説明する図である。
【００１３】
図１において、本実施の形態のワークの微細構成部の洗浄装置Ａは、装置本体１と、載置部２と、駆動手段としてのモータ３と、ノズル部４と、を主要な構成としている。
【００１４】
前記載置部２は後述するワークを載置するためのものであって、図２に示すように、円盤状板面で形成されている。
また、前記載置部２には平面視十字型の係止部材２ａが設けられ、これら載置部２と係止部材２ａとは複数の蝶ナット２ｂによって所定の位置に固定されている。
【００１５】
前記モータ３は載置部２を回転させる駆動手段であって、ボルト３ａ，３ｂを介して固定されたフランジ３ｃによって装置本体１に固定されている。
また、前記モータ３の回転軸３ｄの先端には、フランジ３ｅが取り付けられ、このフランジ３ｅと前記載置部２とはネジ３ｆによって脱着可能に形成されている。
また、前記モータ３の回転軸３ｄは載置部２の円盤状板面の中心位置に取り付けられ、この中心位置を軸として載置部２を水平方向に回転させるようになっている。なお、前記モータ３は周波数制御により回転速度を任意に制御可能に構成されている。
【００１６】
前記ノズル部４は、洗浄液を後述するワークに噴射するためのものであって、装置本体１と水平方向回転自在に立設されたアーム５に設けられている。
また、前記ノズル部４は噴射口を下方に向けた３箇所のノズル４ａ，４ｂ，４ｃで構成され、前記ノズル４ｂの噴射口は載置部２の中心に位置するように設けられている。なお、前記ノズル部４から噴射される洗浄液の圧力は任意に設定可能となっている。
１０は載置部２やワークの裏面に付着した洗浄液を洗い流すためのノズルであって装置本体１と上下方向に移動可能に取り付けられている。
【００１７】
次に、ワークとしてのＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩについて説明する。
図３，４に示すように、ＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩは、基板６と集積回路チップ７との隙間が約０．０８ｍｍしかなく、その隙間に直径が約０．１ｍｍのハンダボール８が溶着されている（２０ｍｍ角の集積回路チップに数千個程度）。
そして、集積度が著しく向上した現在では、前記基板６と集積回路チップ７との隙間に上方または斜め方向から洗浄液を噴射させるだけでは、前記基板６と集積回路チップ７との隙間内部にあるフラックスや不用物を洗浄液に溶解させて除去することは困難となっている。
【００１８】
以下、本実施の形態の洗浄装置Ａを使用してワークとしてのＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩを洗浄する際の動作を説明する。
先ず、図５に示すように、４枚のＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩの端部を係止部材２ａとそれぞれ重ね合わせた状態で係止させ、かつ、載置部２と係止部材２ａとの間に介在させて蝶ナット２ｂで載置部２の同心円状位置にそれぞれ固定する。次に、アーム５を水平方向に回転移動させてノズル部４ｂが載置部の中心に位置するように固定する。
続いて、モータ３を駆動させて所定の回転速度で載置部２を回転させる。
次に、ノズル部４から所定の圧力で洗浄液を噴射させてＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩの洗浄を行う。
【００１９】
このとき、図６に示すように、ノズル部４から噴射される噴射面（破線にて図示）は、載置部２の円盤状板面の径方向に所定の幅ｗを有した線状となっている。
そして、洗浄中は基板６と集積回路チップ７との隙間に洗浄液が浸透すると共に、これら隙間端縁に沿って複雑な方向を有する洗浄液の高速流れが形成され、ハンダボール８相互間に浸透していた洗浄液を効率良く排出させることにより基板６と集積回路チップ７との隙間内部が洗浄される。
【００２０】
さらに、載置部２の回転により基板６と集積回路チップ７との二平面間内部に遠心力が作用して洗浄液の複雑な方向の流れが生じ、前記二平面間に固着したり被覆しているフラックスなどの不用物が洗浄液と溶解して振動分離する。
そして、前記不用物を含む洗浄液は、遠心力によって載置部２の外方向へスムーズに排出される。
次に、洗浄が終了すると載置部２をモータ３で高速に回転させ、ＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩや載置部２に付着している洗浄液を吹き飛ばして液切りを行う。
最後に、モータ３を停止させて、ＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩを取り外し、同様に新たなＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩを載置させて洗浄を行う。
【００２１】
よって、本実施の形態の洗浄装置Ａにあっては、簡潔な構成でもって容易にＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩの基板６と集積回路７との二平面間に設けられた微細ハンダボール相互間を洗浄することができ、従来、集積回路の生産性の向上を疎外していた洗浄工程にかかる時間と手間を大幅に削減することができる。
【００２２】
また、前記前記基板６と集積回路チップ７との間に介在するフラックスなどの不用物は、遠心力の作用を受けて洗浄液に溶解して振動分離し易くなり、従来と比べて高い洗浄能力を有する洗浄方法及び装置を実現できる。
【００２３】
載置部２は円盤状板面で形成され、この円盤状板面に複数のＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩを固定するための係止部材２ａを設けたためため、ＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩを同心円状に効率良く配置できると共に、ＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩ毎の洗浄の効果にばらつきがない。
基板６と集積回路チップ７との二平面間に残留するフラックスや不用物は円盤状板面の中心から外方向に向かってスムーズに排出される。
【００２４】
載置部２の円盤状板面の中心位置にモータ３の有する回転軸３ａを取り付けたことにより、載置部２の中心を軸として回転させることができ、載置部２に載置されたＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩに一定間隔でもって洗浄液が噴射される。
載置部２の中心とモータ３の回転軸３ｄとが一致するからモータ３の駆動力を効率よく伝達できる。
【００２５】
さらに、前記ノズル部４から噴出される洗浄液の噴射面が、円盤状板面の径方向に所定の幅を有して線状となるようにしたため、均一で効率の良い噴射面を形成できる。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的構成は本実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、載置部２の形状、ノズル部４の噴射角度及び設置数、洗浄液を噴射する圧力、載置部２を回転させる回転数などは適宜設定することができる。
【００２７】
また、本実施の形態ではノズル部４を載置部２の上方に配置して、載置部２を水平方向に回転させることとしたが、載置部２を垂直方向に設置して垂直方向に回転させても良い。
【００２８】
さらに、載置部２の裏面にも係止部材を設けると共に、ここにワークを配置し、これら両面に配置されたワークを同時に洗浄、あるいはこの載置部を裏返して表裏の順番で洗浄を行うことは当然考えられる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明請求項１記載のワークの微細構成部の洗浄方法にあっては、前記方法を採用したため、二平面内に浸透していた洗浄液に流速が生じ、この不用物の溶出した洗浄液が効率よく二平面外に排出され、最終的には微細な構成部分の変形などをさせることなく洗浄できる。
また、ワークを回転させることによって、前記二平面内外の洗浄液が複雑な方向へ高速流れを形成すると共に、微細な構成部の隙間に付着していた微粉、油脂、フラックスなどの不用物は遠心力の作用で溶解や振動分離が促され、従来と比べて著しく洗浄効率を向上させることができる。
【００３０】
請求項２記載のワークの微細構成部の洗浄方法にあっては、前記方法を採用したため、集積回路チップと基板との間に介在するハンダボールが微細なものであっても、その溶着の際使用されてハンダボール同士間に付着したフラックスや不用物が遠心力を受けて洗浄液に溶解して振動分離し、これらの溶在した洗浄液が高速流れによって効率良く二平面外へ排出されるため、従来と比べて、洗浄作業にかかる時間と手間を省いて半導体部品の生産性を大幅に向上させることができる。
【００３１】
請求項３記載のワークの微細構成部の洗浄装置にあっては、前記構成としたため、従来のようにワークを洗浄液に浸漬させる必要がなく、省スペース・簡潔な構成でもって正確で効率の良い洗浄を行うことができる。
【００３２】
請求項４記載のワークの微細構成部の洗浄装置にあっては、前記構成としたため、載置部にワークを同心円状に配置することにより、一度に複数のワークを効率良く洗浄することができる。
また、洗浄後のワークの液切りをする際に載置部を回転させると、ワークや載置部に付着している洗浄液が載置部の外方向に向かって吹き飛ぶため、効率の良い液切りを行うことができる。
【００３３】
請求項５記載のワークの微細構成部の洗浄装置にあっては、前記構成としたため、ノズル部から噴出される洗浄液の噴射面が、円盤状板面の径方向に所定の幅を有して線状に形成され、洗浄液がワークに理想的な状態で噴射される。
【００３４】
請求項６記載のワークの微細構成部の洗浄装置にあっては、前記構成としたため、予めワークが配置された載置部を複数個用意しておき、洗浄する度に脱着させて連続的に洗浄を行うことができる。
また、洗浄後は載置部を取り外してそのまま後工程に移行できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のワークの微細構成部の洗浄装置Ａの正面図である。
【図２】載置部２の平面図である。
【図３】ＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩの平面図である。
【図４】ＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩを説明する側面図である。
【図５】載置部２に４枚のＦＣ・ＢＧＡタイプＬＳＩを載置した状態を説明する図である。
【図６】ノズル部４が形成する噴射面を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ　洗浄装置
１　装置本体
２　載置部
２ａ　係止部材
２ｂ　蝶ナット
３　モータ
３ａ、３ｂ　ボルト
３ｃ、３ｅ　フランジ
３ｄ　回転軸
３ｆ　ネジ
４　ノズル部
４ａ、４ｂ、４ｃ、１０　ノズル
５　アーム
６　基板
７　集積回路チップ
８　ハンダボール
【図１】
2004074063.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004074063.tif 000006
【図５】
2004074063.tif 000007
【図６】
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