(57)【要約】 【課題】  従来のペーストのバンプを製造するスクリーン印刷方式では、アスペクト比の大きい印刷ではその印刷を数回に分けて行っていた。またバンプと基材の密着性が弱く、スクリーン版を基材から剥離する時、バンプが基板から剥離する場合があった。吐出方式のバンプの製作ではバンプを１個１個作っていた。よって多くのバンプを製作するのに時間が掛かっていた。また、吐出圧力を大きくすると、導電性ペーストが基材上に広がって形成される問題があった。圧力が少ないと基材と導電性ペーストの密着性が弱く、またバンプの底面積が少なく形成される。また、粘性の低い導電性ペーストの場合は基材上に広がる場合があった。【解決手段】  基材の上方に上下移動可能に配設されるマスクと、前記基材と重合したマスクの開口部に導電性ペーストを吐出するノズルを設けたディスペンサとから構成される基材へのバンプ製造装置による。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の上方に上下移動可能に配設されるマスクと、前記基材と重合したマスクの開口部に導電性ペーストを吐出するノズルを設けたディスペンサとから構成されるバンプ製造装置。
【請求項２】
複数個の開口部を上記マスクに開設したことを特徴とする請求項１に記載のバンプ製造装置。
【請求項３】
上記ディスペンサに、複数個のノズルを配置したノズル集成ブロックを設けた事を特徴とする請求項１、２に記載のバンプ製造装置。
【請求項４】
上記ノズルを省略し、これに代えて上記ノズル集成ブロックの複数の吐出孔から直接マスクの各開口部に導電性ペーストを吐出せしめるように構成したことを特徴とする請求項３に記載のバンプ製造装置。
【請求項５】
上記ノズルからの導電性ペーストの吐出圧力を段階的に変化させる事を特徴とする請求項１、２、３、４に記載のバンプ製造装置。
【請求項６】
上記ノズルまたは上記吐出孔からの導電性ペーストの吐出量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５に記載のバンプ製造装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５、６記載のバンプ製造装置により製造された、マスクの開口部にて形成された基材上のバンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材上へのペーストのバンプ製造装置とバンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気、電子分野に使用される、ガラス、ガラエポ、セラミック、シリコン、銅箔等からなる基材上にバンプを形成する方法は主に二通りあった。
第一の方法は導電性ペーストの突起を設けるためのバンプ印刷装置においては、スクリーン印刷方式があった。これはスクリーンマスクの表面に導電性ペーストを塗布することにより印刷を行っていた。この様な方式においては多数のバンプを一度に製作するには適していた。
第二の方法はアスペクト比の大きいバンプを生産するには、吐出器により一定量の導電性ペーストを吐出器の先端のノズルから吐出させ基材にバンプを一つ一つ形成させていた。
【特許文献１】特開２００４−００６５７７号報
【特許文献２】特開２００３−３２０６４０号報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
第一の方法のスクリーン印刷方式のバンプ製造方法においては、高さの高いアスペクト比（幅に対しての高さとの比）の大きいバンプにおいてはその印刷を１回で印刷を行えないデメリットがあった。よって印刷を何回かに分け、重ね刷り印刷を行い必要なパンプの高さを得ていた。
一般のスクリーン印刷では、印刷後にスクリーンを基材から剥離させるためスクリーン版の厚さには限度があった。スクリーン版が厚すぎると、スクリーン版を基材から剥離する際、バンプがスクリーン版に引掛かり、バンプが破壊し又は基材から剥離していた。導電性ペーストの吐出圧が小さく、導電性ペーストと基材の密着度が弱くバンプが基材から剥離する事があった。
【０００４】
第二の方法の従来の吐出器方式のバンプの製作ではバンプを１個１個作っていた。よって多数のバンプを製作するのに時間が掛かっていた。
また、吐出器の圧力を大きくして基材上に導電性ペーストを吐出すると、粘性の低い導電性ペーストを用いると、導電性ペーストが基材上に広がって形成される問題があった。  反対に吐出器の圧力が少ないと基材と導電性ペーストの密着性がよくなく、またバンプと基材の接触面積が少なく形成される。粘性の高い導電性ペーストを用いた場合も同様な状態が発生する。
この様にバンプの形成には、導電性ペーストの粘性、温度、吐出圧、基材と導電性ペーストの接触面積及び密着性、バンプの高さの調整等、むずかしい問題点がある。よって上記の問題点を解決する方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１）基材の上方に上下移動可能に配設されるマスクと、前記基材と重合したマスクの開口部に導電性ペーストを吐出するノズルを設けたディスペンサとから構成される基材へのバンプ製造装置による。
２）基材へのバンプが形成される部分に一定の形状を有する開口部が複数個開設されているマスクによる。
３）ディスペンサに、複数個のノズルを配置したノズル集成ブロックを設けた事による。
４）前記ノズルを省略し、これに代えて上記ノズル集成ブロックの複数の吐出孔から直接マスクの各開口部に導電性ペーストを吐出せしめるように構成したことによる。
５）前記ノズルまたは上記吐出孔をマスクの開口部に合わせて移動せしめる移動手段による。
６）  基材に重合されたマスクの開口部をノズルまたは上記吐出孔に合わせて移動せしめる移動手段による。
７）前記ノズルまたは上記吐出孔からの導電用ペーストの吐出量を制御する制御手段を設けたことによる。
８）ディスペンサのノズルからの導電性ペーストの吐出圧力を段階的に変化させることによる。
９）前記のノズルまたは前記吐出孔の移動を制御する制御手段を設けたことによる。  
【発明の効果】
【０００６】
１）スクリーン印刷方法に較べて、アスペクト比の大きい基材上のバンプの製造が可能となった。
２）スクリーン印刷方法に較べて、ディスペンサにて圧力を与えて導電性ペーストを吐出できので、粘性の高い導電性ペーストを使用できる。
３）スクリーン印刷方式に較べて、基材の上方に上下移動可能に配設されるマスクと、前記基材と重合したマスクの開口部に導電性ペーストを吐出するノズルを設けたディスペンサとから構成されるので、基材上にバンプを効率的に形成できるだけでなく、マスク上面への余分な付着が抑えられ高価な導電性ペーストの無駄な消費を防止できる。
４）従来の吐出器方式に較べて、マスクを具備しているため、導電性ペーストがマスクの開口部に注入され、底面積が一定の形状のバンプを多数形成でき、基材と導電性ペーストの密着度を一定とできる。
５）従来の吐出器方式に較べて、ディスペンサによる高吐出圧で粘性の低い導電性ペーストでも、基材上に広がることがない。
６）従来の吐出器方式に較べて、基材、マスク、ノズルが重合された状態にてディスペンサの圧力を加えるのでマスクの開口部外に導電性ペーストが流れ出す事はない。
７）導電性ペーストの粘性の高い低いに係わらず、ディスペンサの圧力によってマスクの開口部に注入するので、吐出圧、吐出量のコントロールが容易となった。
８）従来の吐出器方式に較べて、温度変化による導電性ペーストの粘性が変化しても、本方式にて温度、粘性管理が容易となった。
９）実質的にノズルを省略して、ディスペンサに設けたノズル集成ブロックの複数の吐出孔から導電性ペーストを直接吐出せしめることにより、ノズル加工や取り付けのばらつきを抑えて、それらの精度を向上せしめることができるだけでなく、マスクの表面との接触による損傷の防止、導電性ペーストの詰まりの回避、洗浄の容易化、製造時間の短縮、製造コストの低滅の効果がある。
１０）従来のディスペンサ方式に較べて、複数のノズルを設けることにより、作業能率を向上せしめることができる。
１１）マスクの開口部の形に応じた多種の形状のバンプを形成できる。
１２）本方式では、精密な寸法の形状のバンプを作成できる。
この様に、従来のスクリーン方式と従来の吐出器方式の両方の利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
基材に重合されたマスクの開口部に、導電性ペーストの粘性に合わせた吐出圧力、吐出量にてディスペンサのノズルから吐出させ、導電性ペーストが一定の形状になる様にマスクを設け、基材と導電性ペーストの密着性が強い寸法精度の高いバンプを提供できる装置。
【実施例１】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照にしながら説明する。図１はバンプ製造装置の実施例１を示すもので、１は基材であって、基材１の上にマスク３が配設されている。
基材１の上方に上下移動可能に配設されるマスク３と、前記基材１と重合したマスク３の開口部４に導電性ペーストを吐出するノズル２を設けた吐出圧のあるディスペンサ５から構成されている。
導電性ペーストは電極用ペーストとも言われている。
ディスペンサ５は吐出器の一つで導電性ペーストに圧力を与えノズル２に導くものであり、その方式は様々である。
電気、電子分野に使用される基材１は一般にガラス、ガラエポ、セラミック、シリコン、銅箔等からなる。
マスク３には複数個の開口部４が開設されている。作業性からして複数個の開口部４の形状は円柱状、楕円状、円錐状、円錐台状、多角柱状、その他各種の形状の孔が開設されている。マスク３は金属、合成樹脂、ゴムからなる薄い板状のものである。マスク３は基材１からの剥離時においてもスクリーン版と異なり曲がりにくい板である。マスク３は基材１から上方向へほぼ平行移動して剥離させる
。ノズル２の大きさは上記マスク３の開口部４より小さくても同等位でもいずれでもよい。また、ノズル２の形状は、円形、多角形その他いずれの形状でもよい。なおノズル２の先端に丸みを付けたりテ−パを付けて、マスク３の表面上を干渉することなく円滑に移動し易いようにしてもよい。さらにノズル２の先端とマスク３の上下方向の位置関係は、同一面にしたり、マスク３から上方に離して位置させたりできるようになっている。
図１において、７は駆動装置であって、ノズル２または図７の吐出孔１０をマスク３の開口部４に合わせて移動せしめる。６は制御手段であって、ノズル２または図７の上記吐出孔１０の移動を制御し、正確なバンプを形成するために、必要に応じてマスク３の開口部４の開口パターンに沿ってノズル２を移動せしめる過程で、ノズル２の移動速度、ノズル２または図７の上記吐出孔１０からの導電性ペーストの吐出量、吐出圧を制御し、マスク３の開口部４にて一定の幅や高さのバンプを形成できるようにしている。ディスペンサ５のノズル２からの導電性ペーストの吐出圧力を段階的に変化させることもできる。
【０００９】
図２はマスク３上に開設した複数個の開口部４を示す図である。
マスクに複数の開口部４にて多数のバンプを製造するものである。
【実施例２】
【００１０】
３図は実施例２であり、基材１に重合されたマスク３の開口部４をノズル２または７図の吐出孔１０に合わせて移動せしめる様に基材１とマスク３はベース１１上の配設され、ベース１１は駆動手段７aと制御手段６aにより移動するものである。またノズル２を上下移動する駆動手段７と制御手段６を具備するものである。本実施例の基材へのバンプ製造装置は、以上のように構成されている。
【００１１】
図４はノズル２の先端部をマスク３の開口部４に近づけると共に、基材１に重合されたマスク３の開口部４に位置せしめて導電性ペースト８を吐出せしめる。吐出した導電性ペースト８はマスク３の開口部４に入り、バンプを形成する。
粘性を適当に調整することにより導電性ペーストの注入量はマスク３の厚さの高さより低くてもよく、またマスク３の厚さに合わせてもよい。また導電性ペーストはマスク３内に注入または充填させてもよい。
ディスペンサ５の圧力が高い場合は、ノズル２の先端はマスク３に密着とし導電性ペースト８がマスク３の上に流れ出ない様にする。またディスペンサ５は、最初は高圧にての吐出、その後低圧にして導電性ペーストのノズル２からの吐出を行い圧の変化により適正なバンプ形状を得る様にする場合もある。
【００１２】
図５はマスク３aを基材１から上方へ移動した状態である。導電性ペーストのバンプ８aが形成された後に、マスク３aは基材１から離れ自動的に上方へ移動し、基材１の表面には導電性ペーストのバンプ８aが、マスク３aの開口部４aの形状にて形成される。この時、マスク３aはスクリーン版の剥離時とは異なり曲がることはない。よってマスク３aにて形成されたバンプ８aは基材１から剥離等を起こさないで、マスク３aと基材１を剥離可能とする。導電ペーストのバンプ８aは焼くと収縮し、その形状は円柱状から円錐状に近づく。
粘性の強い導電性ペーストによる円柱状のバンプ８aの場合、基材1上のマスク３aが基材１から上方へ移動するに当たり、導電性ペーストのバンプ８aがマスク３aに付着し糸引き現象になり、マスク３aを上方向に上げる時に糸を引き、導電性ペーストのバンプにとがり現象が発生し、よって導電性ペーストのバンプ８aは円錐状に形成されやすい。
【００１３】
上記実施例では、１個のノズル２を使用して、複数のバンプを基材１上に形成する様になっているが、１つの基材１に対して複数のノズル２を設け、作業能率を向上せしめるようにしてもよい。この場合複数のノズル２を同時に移動し制御するのが好ましい。
【実施例３】
【００１４】
図６はディスペンサ５にノズル集成ブロック９を設けたもので、複数個のノズル２を配設したことにより作業能率が向上する。導電性ペースト８ｂは集成ブロック９の上方から注入される。
【実施例４】
【００１５】
図７は上記ノズル２の長さを極限まで短縮して、実質的にノズル２を省略し、このノズル２に代えて上記ノズル集成ブロック９の上方から導電性ペースト８ｂを注入し、複数の吐出孔１０から直接マスク３の各開口部４に導電性ペースト８ｂを直接吐出せしめるように構成した実施例３の変形である。
本実施例の構造により、導電性ペースト８の吐出位置の精度が上がるだけでなく、ノズル２とマスク３の表面の接触による損傷の防止、導電性ペースト８の詰まりの回避、洗浄の容易化、構造コストの低減などの効果がある。
図８においては、マスク３の開口部４は、全て円柱状でもよいが、図２の様に、多角形でも、円柱状、楕円柱状、円錐状、円錐台状、多角柱状、一定の形状なら何でもよい。マスク３の開口部４の形に応じた様々な形状の導電性ペーストのバンプを形成できる。導電性ペーストのバンプは通常焼いて完成品のバンプとなるが、ここではこれらを合わせてバンプと呼んでいる。
また、マスク３の開口部４は円錐状、円錐台状の場合は、マスク３を基材１からの剥離が容易になりやすい。また、マスク３aが上昇する際、導電性ペーストのバンプ８aがノズル２に付着し、基材1から剥離するのを防止するため、ノズル２が上昇する際、導電性ペーストのバンプ８aがマスク３，３aと一緒に上昇しない様にバンプ８aの上方に上り止め等を設ける場合もある。以上の装置構成により、バンプが製造される。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
バンプ製造装置と、基板上に形成される導電性ペーストのバンプの製造に関する。  
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の基材へのバンプ製造装置の実施例１を示す説明図である。
【図２】マスクの平面図と断面図である。
【図３】本発明の基材へのバンプ製造装置の実施例２を示す説明図である。
【図４】導電性ペーストの注入・充填時の作用説明図である。
【図５】マスクを上方向に移動した時のバンプの作用説明図である。
【図６】複数のノズルを設けた実施例３の断面図である。
【図７】ノズルを省略した実施例４の断面図である。
【図８】本装置により出来上がったバンプ形状の例を示す。
【符号の説明】
【００１８】
１．   基材
２．   ノズル
２a．ノズル
３．   マスク
３a．マスク
４．   開口部
４a．  開口部
５．  ディスペンサ
５a．ディスペンサ
６．制御手段          
６a．制御手段          
７．     駆動手段
7a．駆動手段
８．  導電性ペースト
８a ．バンプ
８b．導電性ペースト
９．ノズル集成ブロック
１０．吐出口
１１．ベース
【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】
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