(57)【要約】【課題】本発明は、導電性を有するボールを被配列体の配列位置に精度よく配列可能な搭載装置および搭載方法を提供することを目的の一つとしている。【解決手段】導電性を有するボールを被配列体の配列位置に搭載する搭載方法であって、前記ボールの投影面積より小さい粘着部を前記配列位置に形成し、前記配列位置に対応し前記ボールが挿通可能な位置決め開口部が形成された整列部材の前記位置決め開口部を通して前記粘着部の上に前記ボールを載置する搭載方法である。【選択図】図１
2005347673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有するボールを被配列体の配列位置に搭載する搭載方法であって、前記ボールの投影面積より小さい粘着部を前記配列位置に形成し、前記配列位置に対応し前記ボールが挿通可能な位置決め開口部が形成された整列部材の前記位置決め開口部を通して前記粘着部の上に前記ボールを載置する搭載方法。
【請求項２】
導電性を有するボールを被配列体の配列位置に搭載する搭載装置であって、前記ボールの投影面積より小さい粘着部が前記配列位置に形成された前記被配列体に対し位置決めされる整列部材を備え、前記整列部材は、前記配列位置に対応し前記ボールが挿通可能な位置決め開口部を有する搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品または電子部品の製造するために使用される部材など被配列体に所定のパターンで整列された状態となるように導電性を有するボールを搭載するための搭載方法および搭載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導電性を有するボール（以下導電性ボールと称する。）が所定のパターンで整列された状態となるように搭載される被配列体の一例として、例えばＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｌｌａｙ）タイプやＦＣ（Ｆｒｉｐ−Ｃｈｉｐ）タイプなどエリアアレイ型の突起状接続バンプを有する半導体装置、基板またはそれらのパッケージなど電子部品がある。
【０００３】
近年、携帯端末機器やノート型パソコンの高速化と高機能化、及び軽量化、小型化と薄型化が進むにつれ、それらに内蔵される電子部品に対しては、その小型化、薄型化と多端子化という相反する性能が要求されている。その要求に応ずるものとして、上記エリアアレイ型の電子部品が採用されている。
【０００４】
例えば半田や銅など導電材を用いて接続バンプを形成する方法としては、導電材を含んだペーストを電子部品の電極に印刷するペースト方式、導電性ボールを電極に搭載する導電性ボール方式、導電材をメッキや蒸着する膜付け方式などがある。多端子化のため電極の配列は高密度化し、それに伴い接続バンプの大きさも小型化する傾向にある。小型の接続バンプを形成する場合には、接続バンプの整列精度や生産性の面で有利な導電性ボール方式が採用される場合が多い。
【０００５】
従来の導電性ボール方式によれば、前記接続バンプは、ソルダーペーストやフラックスなど粘着性を有する接続助剤からなる粘着部を電極上に形成する粘着部形成工程と、粘着部を介して電極に導電性ボールを搭載する搭載工程と、その導電性ボールを加熱するなどして接続バンプを形成するバンプ形成工程を経て形成される。
【０００６】
搭載工程で導電性ボールを電極に搭載する方法として、吸着方式とマスク方式が周知であり、後者の一例が下記特許文献１に開示されている。特許文献１には、導電性ボールの配列位置に対応した開口部を備えたマスクを電子部品に位置決めし、開口部に導電性ボールを充填し、導電性ボールを配列することが記載されている。さらに、特許文献２には、配列された導電性ボールを加圧して配列位置に密着させ、その後の工程でずれないようすることが記載されている。
【特許文献１】特開２０００−４９１８３号公報（段落番号００１１〜００１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最近ではバンプの数は膨大となり、その配列は高密度化、狭ピッチ化され、そのために導電性粒子も１００μｍ以下というような小型のものが使用されるようになってきている。上記したマスク方式では、導電性ボールより若干大きな開口部に導電性ボールを充填するので、該開口部の規制により、配列された導電性ボールの位置のバラツキは小さくなり、また、余剰の導電性ボールが配列されることがないという利点がある。しかしながら、開口部の径は導電性ボールより若干大きい程度であるため、粘着部を形成する接続助剤（半田ペースト、フラックス）が開口部の内壁に付着する場合があり、そうすると、開口部に挿入された導電性ボールが開口部を通過する間にその付着した接続助剤に捕捉され、電極には配列されないという問題が生じる。特許文献２の記載のように開口部に挿入された状態で導電性ボールを加圧すると、加圧された導電性ボールで接続助剤が押し広げられ開口部に付着してしまうためこの問題はさらに顕著になる。
【０００８】
また、接続助剤がマスクに付着するとマスクが被配列体から離れ難くなってしまい、無理にマスクを剥がそうとすると、マスクが破損してしまうことがある。これらの問題は、例えば、電極だけに精度良く粘着部を形成するか、接続助剤が付着しないよう被配列体に対し所定の間隔を有するようにマスクを位置決めすれば解消するが、装置の構成が複雑になりコスト増となる。
【０００９】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、導電性を有するボールを被配列体の配列位置に精度よく配列可能な搭載装置および搭載方法を提供することを目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施態様は、導電性を有するボールを被配列体の配列位置に搭載する搭載方法及び搭載装置を提供するものである。なお、Ｓｎ又はＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ａｌなど金属を主体とした導電性ボールは本発明に含まれる。同様に、ポリプロピレン又はポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、酢酸セルロース、ポリエステル系などの樹脂を主体としたボールの表面に半田などの導電性金属をコーティングした導電性ボールは本発明に含まれる。また、半導体装置（チップ）、基板、それらのパッケージ、その他の電子部品など接続バンプとして導電性ボールが採用される電子部品は本発明の被配列体に含まれる。また、電子部品に接続バンプを形成するための部材、例えば導電性ボールを電子部品に搭載するため該導電性ボールが配置される部材も本発明で言う被配列体に含まれる。さらに、本発明において、導電性ボールが搭載される被配列体の面の性状は特に限定されず、平面または曲面、凹凸面などが対象とされる。
【００１１】
本発明の一実施態様に係る搭載方法は、上記した搭載方法であって、前記ボールの投影面積より小さい粘着部を前記配列位置に形成し、前記配列位置に対応し前記ボールが挿通可能な位置決め開口部が形成された整列部材の前記位置決め開口部を通して前記粘着部の上に前記ボールを載置するものである。
【００１２】
かかる態様の搭載方法によれば、ボールを配列位置に搭載し粘着部で粘着せしめる際に粘着部の面積はボールの投影面積より小さいので、粘着部を構成する接続助剤はボールのみに粘着した状態となり、整列部材の位置決め開口部や非開口部に付着する機会が少なくなる。なお、粘着部の厚みも付着する機会を左右する要因であり、その機会をより減ずるためには５００μｍ以下（より好ましくは１００μｍ以下）の厚みとし、十分な粘着性を発揮させるためには５μｍ以上（より好ましくは１０μｍ以上）とすればよい。
【００１３】
本発明の一実施態様に係る搭載装置は、特に上記した搭載方法を実施するのに好適な搭載装置であって、前記ボールの投影面積より小さい粘着部が前記配列位置に形成された前記被配列体に対し位置決めされる整列部材を備え、前記整列部材は、前記配列位置に対応し前記ボールが挿通可能な位置決め開口部を有する物である。
【発明の効果】
【００１４】
上記したように本発明の実施態様によれば、導電性を有するボールを被配列体の配列位置に精度よく配列可能な搭載方法および搭載装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明について、その実施態様に基づき図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施態様に係る搭載装置の概略構成図である。図２は、図１の搭載装置で導電性ボールが搭載される被配列体の構造図である。図３は、図１の搭載装置１の動作を説明する図である。図４は、図１の被配列体に粘着部を形成する方法を説明するための図である。
【００１６】
本態様の実施対象である基板７は、図２に示すように、例えばマザーボードなど外部装置に接続される接続バンプ７２ｂ（７２）がエリアアレイ状に一方面（下面）に突設されるとともに、半導体素子８に接続される接続バンプ７２ａ（７２）がエリアアレイ状に他方面（上面）に突設されている。この基板８の上面に半導体素子８がフリップチップボンディングされパッケージが形成される。
【００１７】
基板７は、薄板状の基体７３と、基体７３の上面側に前記接続バンプ７２ａが突設されるパッド状の電極７１ａ（７１）と、下面側に前記接続バンプ７２ｂが突設されるパッド状の電極７１ｂ（７１）を有している。基体７３の表面及び内部には再配線のため導体パターンが形成されている。基体７３としては、周知の樹脂製又はセラミック製の基体、或いはそれらが積層された基体などが必要に応じ選択される。
【００１８】
半田ボールＢは、図３に示すように、その配列位置である電極７１の上に粘着部Ｆが形成された基板７に対し電極７１の位置に対応し半田ボールＢが挿通可能に形成された位置決め開口部２２１を備えたマスク２２が位置合わせされ（図３（ａ））た当該マスク２２の位置決め開口部２２１を通して粘着部Ｆに載置される（図３（ｂ））。その後、基板７からマスク２２を取外し（図３（ｃ））、半田ボールＢが搭載された基板７をリフローすれば接続バンプ７２が形成される（図３（ｄ））。
【００１９】
ここで、粘着部Ｆは、図１に示すように、粘着性のあるフラックス（接続助剤）を用いて半田ボールＢの投影面積より小さくなるよう、具体的には半田ボールＢの直径ｄｂより粘着部Ｆの直径ｄｆが小さくなるように形成されている。なお、粘着部Ｆの厚みは、粘着性を発揮するためには５μｍ以上（好ましくは１０μｍ以上）、マスク２２の位置決め開口部２２１や非開口部へフラックスの付着を防止するためには５００μｍ以下（好ましくは１００μｍ以下）とする。
【００２０】
上記した粘着部Ｆは、例えば図４（ａ）に示すように、電極７１に対応した貫通孔６３を有する印刷マスク６２を該貫通孔６３と電極７１が対応するよう位置合わせをし、フラックスｆをスキージ６４で塗り広げ、電極７１に選択的に仮固定材ｆを印刷し形成することができる。また、図４（ｂ）に示すように、ペースト状のフラックスｆを下端から塗出するシリンジ状の塗布手段６５を用いて電極７１の上にフラックスｆを塗布し形成してもよい。
【００２１】
上記した搭載方法を実施するのに適する搭載装置２は、図１に示すように、基板７の電極７１上に半田ボールＢを整列させる整列部材であるマスク２２を備えている。
【００２２】
マスク２２は、上面（一方の面）２２２および上面に対する下面（他方の面）２２３と、前記配列パターンに対応し、半田ボールＢが挿通可能で上面２２２と下面２２３に開口した位置決め開口部２２１とを備えている。さらに、マスク２２は、突起部２２４を有し、その下面２２３が基板７と接触しないような構造や、突起部２２４がなく、その下面２２３が基板７と接触するような構造をとることができる。マスク２２は、平面方向においてはマスク２２の位置決め開口部２２１が基板７の電極７１に対応し、垂直方向においてはマスク２２の下面が基板７の上面に対し所定の位置関係となるよう位置合わせできる構成となっている。
【００２３】
ここで、マスク２２は一種の治具で繰返して使用されるものであり、金属板、樹脂板、積層品、成膜品などの板状の基材が使用される。位置決め開口部２２１は、正確な形状と寸法で形成しなければならないため、その基材にレーザ加工やエッチング加工などで形成することが望ましい。また、素材としてニッケルなどを用いマスク２２を電鋳加工で製造すれば、同時に位置決め開口部２２１も形成されるので望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、上記で説明に限定されることなく、例えば医薬品や窯業などの分野において徴小な或いは不定形の粉体や粒体を基板に搭載する用途にも利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施態様の搭載装置の概略構成図である。
【図２】図１の搭載装置で導電性ボールが搭載される被配列体の構造図である。
【図３】図１の搭載装置の動作を説明する図である。
【図４】図１の被配列体に粘着部を形成する方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
２            搭載装置
２２          整列部材
７            基板
７１          電極
【図１】
2005347673.tif 000003
【図２】
2005347673.tif 000004
【図３】
2005347673.tif 000005
【図４】
2005347673.tif 000006