(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列基板のボール配列部にボールを吸着することにより仮配列させた後、これらのボールを接着あるいは接合すべき所定の対象部に位置合わせして転写するボール転写方法であって、
前記配列基板にボールを仮配列させる工程で、前記配列基板を超音波振動で微振動させ、そのボール配列面にガス流を吹きつけ、前記ボール配列部に適正に吸着されているボール以外の余剰ボールを除去するようにしたことを特徴とするボール転写方法。
【請求項２】
前記配列基板に対して相対移動するガスノズルから、前記ボール配列面に前記ガス流を吹きつけることを特徴とする請求項１に記載のボール転写方法。
【請求項３】
前記ガス流は、空気または不活性ガスであることを特徴とする請求項１または２に記載のボール転写方法。
【請求項４】
前記配列基板のボール配列面に対して傾斜方向から、前記ガス流を吹きつけることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のボール転写方法。
【請求項５】
ボール配列部にボールを吸着することにより仮配列させる配列基板を備え、これらのボールを接着あるいは接合すべき所定の対象部に位置合わせして転写するボール転写装置であって、
前記配列基板を超音波振動で微振動させる加振手段を含み、前記配列基板の至近位置に配置されたガスノズルから、そのボール配列面にガス流を吹きつけ、前記ボール配列部に適正に吸着されているボール以外の余剰ボールを除去するようにしたことを特徴とするボール転写装置。
【請求項６】
前記ガスノズルは、前記配列基板に対して相対移動可能に構成され、前記ボール配列面に対して相対移動しながら前記ガス流を吹きつけることを特徴とする請求項５に記載のボール転写装置。
【請求項７】
前記ガスノズルは、前記ボール配列面に対して傾斜して配置されることを特徴とする請求項５または６に記載のボール転写装置。
【請求項８】
前記ガスノズルは好ましくは、前記ボール配列面におけるボール配列幅よりも幅広に形成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のボール転写装置。
【請求項９】
配列基板のボール配列部にボールを吸着することにより仮配列させた後、これらのボールを接着あるいは接合すべき所定の対象部に位置合わせして転写するためのボール転写方法であって、
前記配列基板にボールを仮配列させる工程で、前記配列基板を超音波振動で微振動させ、そのボール配列面を吸引し、前記ボール配列部に適正に吸着されているボール以外の余剰ボールを除去するようにしたことを特徴とするボール転写方法。
【請求項１０】
前記配列基板に対して相対移動する吸引ノズルによって、前記ボール配列面を吸引することを特徴とする請求項９に記載のボール転写方法。
【請求項１１】
前記配列基板のボール配列面に対して傾斜方向から、前記吸引ノズルによって吸引することを特徴とする請求項９または１０に記載のボール転写方法。
【請求項１２】
ボール配列部にボールを吸着することにより仮配列させる配列基板を備え、これらのボールを接着あるいは接合すべき所定の対象部に位置合わせして転写するボール転写装置であって、
前記配列基板を超音波振動で微振動させる加振手段を含み、前記配列基板の至近位置に配置された吸引ノズルによって、そのボール配列面を吸引し、前記ボール配列部に適正に吸着されているボール以外の余剰ボールを除去するようにしたことを特徴とするボール転写装置。
【請求項１３】
前記吸引ノズルは、前記配列基板に対して相対移動可能に構成され、前記ボール配列面に対して相対移動しながら吸引することを特徴とする請求項１２に記載のボール転写装置。
【請求項１４】
前記吸引ノズルは、前記ボール配列面に対して傾斜して配置されることを特徴とする請求項１２または１３に記載のボール転写装置。
【請求項１５】
請求項５〜８のいずれか１項に記載のボール転写装置であって、
さらに、除去した余剰ボールを回収する手段を備え、前記回収手段が配列ヘッドと衝突を防止する切り込み部を形成した、回収ボールを収納できる容器であることを特徴とするボール転写装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスあるいはプリント回路基板等の電極にボール状のバンプを接着あるいは接合する方法もしくは装置に用いるボール転写方法および転写装置、特にボール配列時の余剰ボール除去技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば特開平７−１５３７６５号公報に開示されるように、この種の半導体デバイスあるいはプリント回路基板等の電極にボール状のバンプを簡単かつ確実に接合するボール状バンプの接合方法および接合装置が知られている。
【０００３】
この方法では、たとえば図６（Ａ），（Ｂ）に示したようにボール配列機構１と基板搬送機構２とボール認識手段３と接合用ステージ４とを備えた装置を使用する。
特にボール配列機構１において、図７に示すようにボールストック皿１１に微小金属ボールＢを入れ、振動発生機１２により振動させる。これによりボールＢを効果的に浮遊させながら、ボール吸着手段１３にボールＢを吸着させる。ボール吸着手段１３は、ボール径よりも小さい貫通吸着孔１４が所定位置に配列されたボール配列基板１５を有しており、吸着孔１４は半導体チップ複数分で設けられているのが好ましい。
【０００４】
そして、ボール吸着手段１３を、ボールストック皿１１の近傍まで下降させ、ボールＢを配列基板１５の吸着孔１４に真空吸着させる。
【０００５】
つぎにボール吸着手段１３を上昇させ、真空吸着されたボールＢ以外の余剰ボールＢ′を除去し回収する。従来装置では、余剰ボール除去手段としての振動発生機１６によりボール吸着手段１３を微振動させることにより、吸着孔１４に正常に配列されたボールが除去されることなく、余剰ボールＢ′のみが除去されるようにしている。
【０００６】
このように配列基板１５の吸着孔１４に対して、余剰ボールＢ′を除去して１個のボールＢだけを吸着させることにより正確にボールＢを配列することができるため、量産化タクトタイムを短縮することができるというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、配列基板１５に汚れ等が付着していて、そこに余剰ボールＢ′が付いた場合、配列基板１５と余剰ボールＢ′間で汚れが緩衝作用をおこして余剰ボールＢ′に振動が適正に伝達せず、その振動で余剰ボールＢ′を除去することができないことがある。この場合、振動を強くすると正常に吸着されているボールＢまでも除去されてしまう結果となる。
【０００８】
また、配列基板１５は予め清浄に洗浄したものを使用する。ところがボールサイズが３００μｍ以下、特に１５０μｍ以下のものにあっては僅かな汚れ、ゴミ等が付いていただけでも余剰ボールＢ′を付着させてしまう。
【０００９】
さらに、余剰ボールＢ′の付着を未然に防止すべく振動を強くし過ぎると、配列基板１５の吸着孔に吸着されている正常ボールＢは、吸着されたまま回転する場合がある。このような場合、ボール表面に傷がつく結果、ボール配列の光学的な検査の際に誤認識の原因となる。さらに、除去した余剰ボールがボール転写装置内に飛散すると、マシントラブルの大きな原因となる。
【００１０】
本発明はかかる実情に鑑み、極めて高い精度で適正かつ的確にボール配列可能なボール転写方法および装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のボール転写方法は、配列基板のボール配列部にボールを吸着することにより仮配列させた後、これらのボールを接着あるいは接合すべき所定の対象部に位置合わせして転写するボール転写方法であって、前記配列基板にボールを仮配列させる工程で、前記配列基板を超音波振動で微振動させ、そのボール配列面にガス流を吹きつけ、前記ボール配列部に適正に吸着されているボール以外の余剰ボールを除去するようにしたものである。
【００１２】
また、本発明のボール転写方法において、前記配列基板に対して相対移動するガスノズルから、前記ボール配列面に前記ガス流を吹きつけることを特徴とする。また、本発明のボール転写方法において、前記ガス流は、空気または不活性ガスであることを特徴とする。また、本発明のボール転写方法において、前記配列基板のボール配列面に対して傾斜方向から、ガス流を吹きつけることを特徴とする。  
【００１３】
また、本発明のボール転写装置は、ボール配列部にボールを吸着することにより仮配列させる配列基板を備え、これらのボールを接着あるいは接合すべき所定の対象部に位置合わせして転写するボール転写装置であって、前記配列基板を超音波振動で微振動させる加振手段を含み、前記配列基板の至近位置に配置されたガスノズルから、そのボール配列面にガス流を吹きつけ、前記ボール配列部に適正に吸着されているボール以外の余剰ボールを除去するようにしたものである。
【００１４】
また、本発明のボール転写装置において、前記ガスノズルは、前記配列基板に対して相対移動可能に構成され、前記ボール配列面に対して相対移動しながらガス流を吹きつけることを特徴とする。また、本発明のボール転写装置において、前記ガスノズルは、前記ボール配列面に対して傾斜して配置されることを特徴とする。また、本発明のボール転写装置において、前記ガスノズルは好ましくは、前記ボール配列面におけるボール配列幅よりも幅広に形成されていることを特徴とする。
また、本発明のボール転写装置において、さらに、除去した余剰ボールを回収する手段を備え、前記回収手段が配列ヘッドと衝突を防止する切り込み部を形成した、回収ボールを収納できる容器であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のボール転写方法は、配列基板のボール配列部にボールを吸着することにより仮配列させた後、これらのボールを接着あるいは接合すべき所定の対象部に位置合わせして転写するボール転写方法であって、前記配列基板にボールを仮配列させる工程で、前記配列基板を超音波振動で微振動させ、そのボール配列面を吸引し、前記ボール配列部に適正に吸着されているボール以外の余剰ボールを除去するようにしたものである。
【００１６】
また、本発明のボール転写方法において、前記配列基板に対して相対移動する吸引ノズルによって、前記ボール配列面を吸引することを特徴とする。また、本発明のボール転写方法において、前記配列基板のボール配列面に対して傾斜方向から、前記吸引ノズルによって吸引することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のボール転写装置は、ボール配列部にボールを吸着することにより仮配列させる配列基板を備え、これらのボールを接着あるいは接合すべき所定の対象部に位置合わせして転写するボール転写装置であって、前記配列基板を超音波振動で微振動させる加振手段を含み、前記配列基板の至近位置に配置された吸引ノズルによって、そのボール配列面を吸引し、前記ボール配列部に適正に吸着されているボール以外の余剰ボールを除去するようにしたものである。
【００１８】
また、本発明のボール転写装置において、前記吸引ノズルは、前記配列基板に対して相対移動可能に構成され、前記ボール配列面に対して相対移動しながら吸引することを特徴とする。また、本発明のボール転写装置において、前記吸引ノズルは、前記ボール配列面に対して傾斜して配置されることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、バンプを形成するために微小金属ボールを用い、このボールを半導体デバイスあるいはプリント回路基板等の電極に転写接合する際、配列基板のボール配列部にボールを吸着することにより仮配列させる。
ここに、ボールを仮配列させる工程は、ボールの吸着から接合に至るまでの動作を含み、本配列装置のボール吸着ヘッドが下降開始してから、ボールの転写接合のために下降開始するまでの動作に対応する。このボール仮配列工程にて配列基板のボール配列面にガス流を吹きつけることで、ボール配列部に適正に吸着されているボール以外の余剰ボールを除去することができる。
【００２０】
この場合、配列基板のボール配列部に仮配列されているボールに対して、そのときの配列基板の吸引による吸着力を上回らない程度の適度な強さのガス流を吹きつけることで余剰ボールを確実に除去することができる。ここで、本発明における余剰ボール除去作用について、図１を参照してその典型的な原理構成を説明する。
【００２１】
図１において、まずＦR はボールに対するボール吸着ヘッドの吸引力、Ｆg はガス流すなわちガスブローによってボールが受ける力、ＦO はＯ点によるボールに対する抗力、ｒa はボール吸着ヘッドの吸引孔半径、ｒb はボール半径、θは配列基板と抗力ＦO のなす角、Ｘはボール配列面とボール中心の距離である。図１では、吸引力ＦR によって吸着しているボールに対して、ガスブローが作用してＯ点を中心にボール配列面から剥がれようとするモデルを考える。力Ｆg および吸引力ＦR はボール重心に作用するものとする。
【００２２】
力Ｆg によってボールが動きだす瞬間に力Ｆg 、吸引力ＦR および抗力ＦO の３つの力の合力は０となり、これらの力が釣り合った状態になる。このときの関係はつぎの式で表される。
ＦR ＝ＦO sin θ，  Ｆg ＝ＦO cos θ
上式より、Ｆg ／cos θ＝ＦR ／sin θ
したがって、
Ｆg ＝ＦR ・１／tan θ                                      （１）
【００２３】
また、吸引孔半径ｒa とボール半径ｒb の関係より、
ｒb 2 ＝Ｘ2 ＋ｒa 2 
上式より、Ｘ＝√（ｒb 2 −ｒa 2 ）
したがって、
tan θ＝√（ｒb 2 −ｒa 2 ）／ｒa                           （２）
【００２４】
（１）式および（２）式より、
Ｆg ＝ＦR ・ｒa ／√（ｒb 2 −ｒa 2 ）                      （３）
実際には吸引孔とボールの間には隙間があるため、ＦR の値は計算値よりも小さくなる。そこで、係数Ｑを用いて（３）式を書き替えると、
Ｆg ＝Ｑ・ＦR ・ｒa ／√（ｒb 2 −ｒa 2 ）                  （４）
したがって、（４）式に基づきガス流の強さを設定・調整することにより、ボール配列部に適正に吸着されているボールはそのまま保持しながら、余剰ボールだけを完全に除去することができる。
【００２５】
なお、係数Ｑについては、本発明の実施条件たとえば吸引孔半径、ボール半径等のファクタに応じて、一定範囲内から選ばれる。実験結果からＱ値を見出すと好ましくは０．８以下、最も好ましくは０．６以下とするのが良い。
【００２６】
また、ガスブローがボールに与える力Ｆg は、以下の式で表すことができる。ただし、ρはガス密度、ｖはガス流速度、Ｓb はガラス表面から突出する部分のボール断面積とする。
Ｆg ＝１／２・ρｖ2 Ｓb                                     （５）
（４）式および（５）式より
１／２・ρｖ2 Ｓb ＝Ｑ・ＦR ・ｒa ／√（ｒb 2 −ｒa 2 ）
ｖ＝√（２Ｑ・ＦR ・ｒa ／（ρＳb ・√（ｒb 2 −ｒa 2 ）））（６）
（６）式により算出したｖの値以上のガス流を吹きつけると、ボール配列部に正常に吸着されているボールを吹きとばす可能性のあることが分かった。（６）式で求めたｖの値以下の範囲で、ガス流を吹きつければ正常に吸着されているボールを吹きとばすことがない。
【００２７】
また、ガスノズルの幅寸法やボール配列面に対する傾斜角度等を適宜適正に設定することで、極めて高い余剰ボール除去効果が得られる。さらに、配列基板を超音波振動で微振動させる加振手段と併用することにより、その効果を高めることができる。さらに、本発明によれば、除去した余剰ボールを飛散させることなく回収するため、飛散ボールに起因する装置上のトラブルを防止できる。
【００２８】
また、本発明によれば配列基板のボール配列部にボールを吸着することにより仮配列させる際、配列基板のボール配列面をＦg よりも小さい力で吸引することで、ボール配列部に適正に吸着されているボール以外の余剰ボールを吸引除去することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図２〜図５に基づき、図６および図７を参照しながら従来例と実質的に同一または対応する部材には同一符号を用いて、本発明によるボール転写方法および装置の好適な実施の形態を説明する。
【００３０】
この実施形態において、半導体デバイスあるいはプリント回路基板等の電極にボール状のバンプを接合する場合に本発明を適用するものとする。したがって、既に図６において述べたボール配列機構１と基板搬送機構２とボール認識手段３と接合用ステージ４とを備えた装置を使用する。
【００３１】
本発明において、配列基板のボール配列部にボールを吸着することにより仮配列させた後、これらのボールを接着あるいは接合すべき所定の対象部に位置合わせして転写するようになっている。図２は、配列基板１５にボールＢを仮配列させるときの状態を示しており、配列基板１５の吸着孔１４にはボールストック皿１１から吸引吸着した複数の微小金属ボールＢが担持されている。なお、吸着孔１４はボール吸着手段１３の減圧空間１３ａを介して、真空ポンプ１７および圧力レギュレータ１８と接続している。また、図２には図示されていないが、前述した超音波振動の振動発生機１６（図７）によりボール吸着手段１３を微振動させることができるようになっている。
【００３２】
特に、配列基板１５の至近位置に配置されたガスノズル２０を備えている。このガスノズル２０は、配列基板１５のボール配列面にガス流を吹きつけ、後述するようにボール配列部（すなわち、吸着孔１４）に適正に吸着されているボール以外の余剰ボールを除去するようになっている。ガスノズル２０は、吹きつけるガスの流量もしくは圧力調整器２２を介して、ガス源２１と接続している。この実施形態で使用するガスとしては、空気または不活性ガス（アルゴンガスまたは窒素ガス等）が好適である。
【００３３】
空気を用いる場合はその湿度が６０％以下、好ましくは５０％以下とし、特に２０％以下の乾燥したものが最適である。つまり２０％以下とすることで、配列基板表面に付いた水分によって余剰ボールが付着するのを抑制することができる。また、ボール配列部に吸着中にガスを吹きつけると、ボールストック皿１１上のボールＢを吹き飛ばしてしまうことがあるので、ボール配列部に吸着後に吹きつけるようにする。
【００３４】
ガスノズル２０は、配列基板１５に対して相対移動可能に構成される。この場合、ガスノズル２０を移動可能に支持するノズル支持機構を備える。ガスノズル２０を点線矢印のように移動させることができる。また、図６に示した基板搬送機構２によってボール配列機構１からボール認識手段３へ搬送させる際に、定位置に固定されたガスノズル２０の上方を配列基板１５が通過するようにしてもよい。これらいずれの場合も、ガスノズル２０と配列基板１５の間で相対移動が行われることで、配列基板１５のボール配列面に対して万遍なくガス流を吹きつけることができる。
【００３５】
また、ガスノズル２０は好適には、図２のように配列基板１５のボール配列面に対して傾斜して（傾斜角θ）配置される。ガスノズル２０の傾斜角θは、５〜１７５°の範囲、好ましくは２０〜１６０°の範囲が好適であり、このような傾斜角θはノズル支持機構を介して適宜設定可能とし、つまりガスノズル２０からのガス吹きつけ方向を自由に調整することができる。ガスノズル２０の傾斜角θには、ボール配列面に対して垂直な場合も含まれるが、θ＝０°の場合、つまり真横から吹きつける場合にはボールサイズが小さいのでガスノズル２０のセッティングが困難になり、したがって上記のようにθ＝５〜１７５°が実質的に有効な範囲となる。
【００３６】
さらに図３（Ａ）に示すようにガスノズル２０は好ましくは、ボール配列面におけるボール配列幅ｗよりも幅広（幅Ｗ）に形成されたガス噴出口２０ａを有している。図３（Ａ）においては、ガスノズル２０が紙面垂直方向に移動もしくは相対移動するが、そのとき配列基板１５のボール配列面全幅に亘ってガスを吹きつけることができるようになっている。本実施形態ではＷ＝ｗ＋１０〜２０ｍｍ程度とする。なお、Ｗ≦ｗ、すなわちガスノズル２０の幅をボール配列幅以下としてもよい。
【００３７】
さらに、たとえば図３（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）などのような形状のスリットを持ったガスノズルや、細いパイプ状のガスノズル２０を用いることもできる。ガスノズルの形状を変えることによって、たとえば図３（Ｂ）であれば縦横いずれかのスリット方向をガスノズルの移動方向もしくは相対移動に合わせると、移動方向に対して垂直方向の除去効果が向上する。（Ｃ）であれば、ノズルの孔位置にブローを集中することができる。また、（Ｄ）や（Ｅ）のパターンでは広い領域にブローを当てることができる。前記のような例を含め、ボールの配列パターンなどによって最も効果が得られるものを選択するとよい。
【００３８】
ここで、本発明におけるガスノズル２０は、図４（Ａ）に示すようにスリットノズルとして構成される。つまりガス噴出口２０ａは図示のようにスリット状に形成されており、これによりガス流を制御し易くするというものである。ガスノズル２０のガス噴出口２０ａのスリット幅としては、０．１〜１０ｍｍ程度とする。なお、図４（Ｂ）あるいは（Ｃ）に示すようにガス噴出口２０ａの断面は、先細形状であってよく（図４（Ｂ））、また先端に向かって拡開する形状であってもよい（図４（Ｃ））。
また、ガスノズルは、１個だけでなく複数個あっても良い。複数個の場合は、ノズル形状、取付角度、方向およびガス流等を変化させたものを用意すると、様々な余剰球の形態に対しての効果を高めることができる。
【００３９】
なお上記の場合、配列基板１５にボールＢを仮配列させる際の配列パターンはたとえば、図５の実線で示すボールＢのように配列基板１５の周辺部に沿って矩形状に配置するものでよく、あるいはまた点線部分も含めるかたちでもよい。
【００４０】
本発明によれば、上記構成において配列基板１５の吸着孔１４にボールを吸着することにより仮配列させる。図２のように配列基板１５のボール配列面に対して、ガスノズル２０からガス流を吹きつけることで、ボール配列部に適正に吸着されているボールＢはそのまま保持し、それ以外の余剰ボールを除去することができる。この場合、ガスノズル２０の傾斜角θやガス流量もしくは圧力等を適正に設定することで、余剰ボールを確実に除去することができる。
【００４１】
このようにガスノズル２０によるガス流の吹きつけで、高い余剰ボール除去効果が得られるが、さらに配列基板１５に対する加振手段としての振動発生機１６と併用することが効果的である。つまり振動発生機１６によって吸着手段１３に超音波振動を付与し、配列基板１５を微振動させることで余剰ボールを除去することができる。このガス流の吹きつけと微振動を併用する場合、両者のタイミングとして吹きつけ後に微振動させ、あるいは微振動後に吹きつける、いずれのタイミングでもよい。さらにガス流の吹きつけと微振動を同時に行ってもよい。
【００４２】
図８は、本発明による余剰ボールの回収手段の１つの実施形態を示している。ボールを吸引配列後、配列ヘッドがガスノズルの上で一旦停止して回収容器５内に下降する。そのときガス流を吹き出し余剰ボールを除去する。除去された余剰ボールはガスノズルと一体化した回収容器５に回収され、装置内に飛散することはない。図８の回収容器５に配列ヘッドとの衝突を防止する切り込み部を形成しておけば、配列ヘッドを停止することなく移動中にガス流による除去と余剰ボールの回収を実行できる。回収容器５は、ガスノズルと分離した位置にあってもかまわない。また回収手段は容器でなくても、粘着性テープ等を利用して余剰ボールを付着させてもよい。
【００４３】
従来例において前述したように汚れ等が原因で、振動発生機１６の微振動だけでは余剰ボールを除去しきれない場合があるが、本発明によれば微振動に加えながらガス流の吹きつけることにより余剰ボールを完全かつ確実に除去することができる。その場合において振動発生機１６で付与すべき振動強度を実質的に大きくしないでも十分に除去することができるため、ボール表面の傷の発生を未然に防止する。
【００４４】
ここで、本発明において配列基板１５にボールを仮配列させる際、そのボール配列面を吸引し、ボール配列部に適正に吸着されているボール以外の余剰ボールを除去することができる。つぎに、この吸引によって余剰ボールを除去する場合の実施形態について説明する。
【００４５】
この実施形態では、前述したガスノズル２０の代わりに、配列基板１５の至近位置に配置された吸引ノズルを備え、この吸引ノズルによってそのボール配列面を吸引するようにしたものである。また、吸引ノズル自体の基本構造は前述したガスノズル２０と実質的に同様のものを用いることができる。吸引ノズルを配列基板１５に対して相対移動可能に構成し、またボール配列面に対する傾斜角等は適宜設定することができるものとする。
【００４６】
この例においては吸引ノズルは、図示しないバキューム源（真空ポンプ）や圧力レギュレータ等に接続され、吸引力を調整可能とする。また、スリットノズルとしてもよいが、余剰ボールを吸い込み得るだけの寸法（内径）を有しているものとする。
【００４７】
この実施形態によれば、配列基板１５に対して吸引ノズルを相対移動させながらボール配列面を吸引することにより、吸引によって余剰ボールを除去することができる。特に、吸引した余剰ボールを装置内に吸い込んでしまうことで余剰ボールが飛散する心配がなく、余剰ボールの回収等の余剰ボール後処理に極めて利便性がよい。
【００４８】
なお、吸引ノズルによってボール配列面を吸引する場合でも配列基板１５に対する加振手段としての振動発生機１６と併用することが効果的である。前述の実施形態と同様に振動発生機１６によって配列基板１５に超音波振動を付与し、微振動させることで余剰ボールを効率よく的確に吸引除去することができる。吸引と微振動を併用する場合、両者のタイミングとしていずれを先にしてもよく、あるいは同時に行ってもよい。
【００４９】
【実施例】
つぎに、本発明における典型的な実施例を説明する。なお、この例は先に説明したガスノズル２０によってガス流を吹きつける場合の例である。
この実施例では、配列基板１５のボール配列面に吹きつけるガス流として、窒素ガスを使用する。ガスノズル２０から吹きつけるＮ2 ガス流量は、２０〜４０リットル／ｍｉｎとし、またガスノズル２０の傾斜角θは、４５〜１３５°の範囲に設定する。直径３０〜３００μｍのボールＢを使用し、このボールＢを吸引圧力−３５０〜−７５０ｍＨｇで吸引する。ガスノズル２０と配列基板１５のボール配列面の距離は０．１〜１０．０ｍｍ程度とする。
【００５０】
上記条件で配列基板１５のボールＢを吸着させ、超音波振動で微振動させた後に配列基板１５には、検査回数５０で１〜１０個の余剰ボールが残っていた。このような余剰ボールが残存する配列基板１５に対して上記の条件で、ガスノズル２０上を通過させることでＮ2 ガス流を吹きつけると、その結果は余剰ボールは０、すなわち余剰ボールを完全に除去することができた。
【００５１】
さらに、前述したＱ値につき、種々実験を行った結果をつぎの表１〜表４に示す。各表から明らかなように、Ｑ値として好ましくは０．８以下、最も好ましくは０．６以下とするのが良い。
【００５２】
【表１】
0003981498.tif 000002
【００５３】
【表２】
0003981498.tif 000003
【００５４】
【表３】
0003981498.tif 000004
【００５５】
【表４】
0003981498.tif 000005
【００５６】
各表に示す実験結果は、それぞれについて３００個の吸着孔のなる配列基板を用いて、ｎ＝１００回テストを実施したものである。各表中に示される判定結果の内容はつぎの通りである。
×：正常球が２０個以上除去されたものが５回以上発生
△：正常球が１０個以上除去されたものが５回以上発生
○：正常球が１個以上除去されたものが１回以上発生
◎：正常球は除去されない
【００５７】
なお、上記実施形態において説明した数値例等は、本発明に好適な典型的なものを示すものであり、本発明を限定するものではなく本発明の範囲内で変更可能である。
また特に、ガスノズル２０からのガス流の吹きつけ方については、方向および流量等を固定して吹きつける場合のみならず、これらを所定のタイミングもしくはサイクルで適宜変化させながら吹きつけることもできる。
さらに、配列基板１５に配列するボールＢは、金ボールあるいは半田ボール等種々の材質のものでよく、本発明はこれらに対して有効に適用可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、この種の配列基板においてボール配列部にボールを吸着することにより仮配列させる際、配列基板のボール配列面にガス流を吹きつけ、あるいは吸引することでボール配列部に適正に吸着されているボール以外の余剰ボールを完全に除去することができる。この場合、適正に吸着されているボールの表面を傷つける危険がなく、品質向上を図ることができる。
【００５９】
また、ガス流の吹きつけと加振手段と併用することにより、振動だけでは除去しきれないボールも確実に除去し余剰ボール除去に万全を期すことができる。この結果、量産的にボールバンプを形成する際の歩留を向上させる。また、ボール表面の傷の発生がなくなることにより、その後の検査工程における誤認識がなくなり、ボール転写後の製品歩留も向上する等の利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の典型的に原理構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施形態における配列基板にボールを仮配列させるときの状態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態におけるガスノズルの例を示すそれぞれ部分斜視図である。
【図４】本発明の実施形態におけるガスノズルの部分断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るボールを仮配列させる際の配列パターンの例を示す平面図である。
【図６】従来装置の全体構成例を示す側面図および平面図である。
【図７】従来装置におけるボール仮配列工程を順に示す図である。
【図８】回収手段を備えた装置の全体構成例を示す側面図および平面図である。
【符号の説明】
１    ボール配列機構
２    基板搬送機構
３    ボール認識手段
４    接合用ステージ
５    回収容器
１１    ボールストック皿
１２    振動発生機
１３    ボール吸着手段
１４    吸着孔
１５    ボール配列基板
１６    振動発生機
２０    ガスノズル
２０ａ    ガス噴出口
２１    ガス源
２２    ガス流量もしくは圧力調整器
Ｂ，Ｂ′  ボール
【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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