(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納トレー内に収納されている複数の微細ボールを、ボール吸着孔が複数個形成されている配列基板の吸着面に吸着させて一括保持し、プリント基板及び半導体チップを少なくとも含む電子部品の電極上に複数の微細ボールを一括配列させるようにするバンプ形成方法において、
前記複数の微細ボールを、少なくとも下部に複数の細孔が形成された収納トレー内に収納するとともに、前記複数の細孔を通って前記収納トレーの内部から外部に至る気体の流れを形成し、前記微細ボールよりも小さなゴミを前記複数の細孔を介して下方に流出し、外部に排出して前記微細ボール群から除去する処理を行うことを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項２】
収納トレー内に収納されている複数の微細ボールを、ボール吸着孔が複数個形成されている配列基板の吸着面に吸着させて一括保持し、プリント基板及び半導体チップを少なくとも含む電子部品の電極上に複数の微細ボールを一括配列させるようにするバンプ形成方法において、
前記複数の微細ボールを、少なくとも下部に複数の細孔が形成された収納トレー内に収納するとともに、前記複数の細孔を通って前記収納トレーの内部から外部に至る気体の流れを形成し、前記収納トレーを振動させて前記複数の微細ボールを空中に浮遊させ、前記微細ボールよりも小さなゴミを前記複数の細孔を介して下方に流出し、外部に排出して前記微細ボール群から除去する処理を行うことを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項３】
前記複数の細孔のサイズは、前記収納トレー内に収納される微細ボールの20〜90%の大きさであることを特徴とする請求項１または２に記載のバンプ形成方法。
【請求項４】
前記収納トレーの内部から外部に至る気体の流れが、前記収納トレーを支持するトレー支持容器に設けたガス流入管及びガス流出管にガスを流すものであることを特徴とする請求項１または２に記載のバンプ形成方法。
【請求項５】
前記ガス流入管及びガス流出管を前記収納トレーの下側に設けることを特徴とする請求項４に記載のバンプ形成方法。
【請求項６】
収納トレー内に収納されている複数の微細ボールを、ボール吸着孔が複数個形成されている配列基板の吸着面に吸着させて一括保持し、プリント基板及び半導体チップを少なくとも含む電子部品の電極上に複数の微細ボールを一括配列させるようにするバンプ形成装置において、
内部に収納する微細ボールよりも小さな細孔が少なくとも底部に複数個形成されている微細ボール収納トレーと、
前記微細ボール収納トレーの内部から前記複数の細孔を通って外部に流出する気体の流れを形成する気流形成手段とを具備し、
前記微細ボール収納トレーの内部に浮遊しているゴミを前記複数の細孔を介して下方に落下させて外部に排出して除去することを特徴とするバンプ形成装置。
【請求項７】
収納トレー内に収納されている複数の微細ボールを、ボール吸着孔が複数個形成されている配列基板の吸着面に吸着させて一括保持し、プリント基板及び半導体チップを少なくとも含む電子部品の電極上に複数の微細ボールを一括配列させるようにするバンプ形成装置において、
内部に収納する微細ボールよりも小さな細孔が少なくとも底部に複数個形成されている微細ボール収納トレーと、
前記微細ボール収納トレーを振動させて内部に収納されている微細ボールを空中に浮遊させるとともに、前記微細ボールに付着しているゴミを微細ボールから剥離し、前記複数の細孔を介して下方に落下させる振動手段と、
前記微細ボール収納トレーの内部から前記複数の細孔を通って外部に流出する気体の流れを形成する気流形成手段とを具備し、
前記微細ボール収納トレーの内部に浮遊しているゴミを前記複数の細孔を介して下方に落下させて外部に排出して除去することを特徴とするバンプ形成装置。
【請求項８】
前記細孔のサイズは、前記収納トレー内に収納される微細ボールの20〜90%の大きさであることを特徴とする請求項６または７に記載のバンプ形成装置。
【請求項９】
前記気流形成手段が、前記収納トレーを支持するトレー支持容器に設けたガス流入管及びガス流出管にガスを流すものであることを特徴とする請求項６または７に記載のバンプ形成装置。
【請求項１０】
前記ガス流入管及びガス流出管を前記収納トレーの下側に設けることを特徴とする請求項９に記載のバンプ形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバンプ形成方法及び装置に係わり、特に、ボール吸着孔が複数個形成されている配列基板上に複数の微細ボールを一括保持して、プリント基板及び半導体チップ等の電子部品の電極上に一括配列させる方法及び装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体チップ等の電極に形成するバンプとして、微小金属ボールを用いたバンプが知られている。従来のバンプ形成方法は、例えば、特開平７−１５３７６５号公報にて提案されているように、少なくとも半導体チップの１つ分の金属ボール群を吸着保持するようにしている。
【０００３】
そして、複数の金属ボール群を吸着保持するために、半導体チップ上のバンプ形成位置に対応した全ての位置に吸着孔が形成されているボール配列基板を用い、前記ボール配列基板の各吸着孔のそれぞれに微細ボールを吸着保持した後、前記ボール配列基板を接合用ステージまで搬送して、被接合部に微細ボールを一括接合するようにしている。
【０００４】
図７は、従来のバンプ形成装置の一例を示す図である。図７において、１は配列基板、２は微細ボール、３は配列基板１を取り付けている配列ヘッドである。また、４は配列ヘッド内に設けられている真空室５に通じる通気孔、６はボール吸着孔、矢印で示す７は、真空室５と減圧／加圧装置（図示せず）との間に設けられた通気配管である。
【０００５】
前記微細ボール２は、微細ボール収納トレー６１内に入れられている。前記微細ボール収納トレー６１は、パーツフィーダー等の振動発生機６２上に固定されており、前記振動発生機６２が振動することにより微細ボール２は跳躍する。なお、前記振動発生機６２により行われる振動の周波数は微細ボール２の大きさ等に応じて、例えば０〜１ｋＨｚまで可変に成されている。また、微細ボール収納トレー６１は振動発生機６２からの脱着が可能と成されている。
【０００６】
このように構成された従来のバンプ形成装置は、複数の微細ボール２を一括して吸着保持するために、バンプ形成位置に対応した全ての位置にボール吸着孔６が形成されていて、前記配列基板１上に複数の微細ボール２を一括保持した後、前記配列基板１を接合用ステージ（図示せず）まで搬送して電子部品の被接合部に接合するようにしている。
【０００７】
したがって、この場合は均一に形成された微細ボール２を前記電子部品のバンプ形成位置に一括接合することができるので、高い信頼性が得られるボールバンプを容易に、かつ効率的に形成することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記微細ボール２には微小なゴミが付着していることがある。微細ボール２に微小なゴミが付着していると、前述のようにして微細ボール２を吸着する際に、前記微小なゴミを吸い込んでしまうので、前記配列基板１がゴミ詰まりを起こしてしまう問題があった。
【０００９】
また、最近は半導体装置の微細化が益々進み、電極の配線ピッチは非常に小さくなってきているので、半導体装置を製造する工程においては、微小なゴミが半導体チップ上に混入しても製品不良が発生してしまい、歩留りが低下してしまう問題があった。
【００１０】
本発明は前述の問題点にかんがみ、微細ボール収納トレー内に入れられている微細ボールに付着しているゴミを確実に除去できるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のバンプ形成方法は、収納トレー内に収納されている複数の微細ボールを、ボール吸着孔が複数個形成されている配列基板の吸着面に吸着させて一括保持し、プリント基板及び半導体チップを少なくとも含む電子部品の電極上に複数の微細ボールを一括配列させるようにするバンプ形成方法において、前記複数の微細ボールを、少なくとも下部に複数の細孔が形成された収納トレー内に収納するとともに、前記複数の細孔を通って前記収納トレーの内部から外部に至る気体の流れを形成し、前記微細ボールよりも小さなゴミを前記複数の細孔を介して下方に流出し、外部に排出して前記微細ボール群から除去する処理を行うことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の他の特徴とするところは、収納トレー内に収納されている複数の微細ボールを、ボール吸着孔が複数個形成されている配列基板の吸着面に吸着させて一括保持し、プリント基板及び半導体チップを少なくとも含む電子部品の電極上に複数の微細ボールを一括配列させるようにするバンプ形成方法において、前記複数の微細ボールを、少なくとも下部に複数の細孔が形成された収納トレー内に収納するとともに、前記複数の細孔を通って前記収納トレーの内部から外部に至る気体の流れを形成し、前記収納トレーを振動させて前記複数の微細ボールを空中に浮遊させ、前記微細ボールよりも小さなゴミを前記複数の細孔を介して下方に流出し、外部に排出して前記微細ボール群から除去する処理を行うことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明のその他の特徴とするところは、前記複数の細孔のサイズは、前記収納トレー内に収納される微細ボールの20〜90%の大きさであること、前記収納トレーの内部から外部に至る気体の流れが、前記収納トレーを支持するトレー支持容器に設けたガス流入管及びガス流出管にガスを流すものであること、前記ガス流入管及びガス流出管を前記収納トレーの下側に設けることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明のバンプ形成装置は、収納トレー内に収納されている複数の微細ボールを、ボール吸着孔が複数個形成されている配列基板の吸着面に吸着させて一括保持し、プリント基板及び半導体チップを少なくとも含む電子部品の電極上に複数の微細ボールを一括配列させるようにするバンプ形成装置において、内部に収納する微細ボールよりも小さな細孔が少なくとも底部に複数個形成されている微細ボール収納トレーと、前記微細ボール収納トレーの内部から前記複数の細孔を通って外部に流出する気体の流れを形成する気流形成手段とを具備し、前記微細ボール収納トレーの内部に浮遊しているゴミを前記複数の細孔を介して下方に落下させて外部に排出して除去することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明のその他の特徴とするところは、収納トレー内に収納されている複数の微細ボールを、ボール吸着孔が複数個形成されている配列基板の吸着面に吸着させて一括保持し、プリント基板及び半導体チップを少なくとも含む電子部品の電極上に複数の微細ボールを一括配列させるようにするバンプ形成装置において、内部に収納する微細ボールよりも小さな細孔が少なくとも底部に複数個形成されている微細ボール収納トレーと、前記微細ボール収納トレーを振動させて内部に収納されている微細ボールを空中に浮遊させるとともに、前記微細ボールに付着しているゴミを微細ボールから剥離し、前記複数の細孔を介して下方に落下させる振動手段と、前記微細ボール収納トレーの内部から前記複数の細孔を通って外部に流出する気体の流れを形成する気流形成手段とを具備し、前記微細ボール収納トレーの内部に浮遊しているゴミを前記複数の細孔を介して下方に落下させて外部に排出して除去することを特徴としている。
【００１７】
また、本発明のその他の特徴とするところは、前記細孔のサイズは、前記収納トレー内に収納される微細ボールの20〜90%の大きさであること、前記収納トレーの内部から外部に至る気体の流れが、前記収納トレーを支持するトレー支持容器に設けたガス流入管及びガス流出管にガスを流すものであること、前記ガス流入管及びガス流出管を前記収納トレーの下側に設けることを特徴としている。
【００１８】
【作用】
本発明は前記技術手段よりなるので、微細ボールに付着している微細なゴミが分離され、前記分離されたゴミが収納トレーの下部に形成されている細孔を介して外部に排出されて除去される。したがって、微細なゴミが付着していない綺麗な状態の微細ボールを配列基板に吸着させることができ、微細なゴミが配列基板に詰まることにより生じる吸着不良を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のバンプ形成方法及び装置の第１の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明のバンプ形成装置の第１の実施形態を示す図である。図１において、１は配列基板、２は微細ボール、３は配列基板１を取り付けている配列ヘッドである。また、４は配列ヘッド３内に形成されている真空室５に通じる通気孔、６は配列基板１のボール吸着面に形成されたボール吸着孔である。また、矢印で示す７は、真空室５と減圧／加圧装置（図示せず）との間に設けられた通気配管である。
【００２０】
前記微細ボール２は、微細ボール収納トレー９内に入れられていて、前記配列基板１が微細ボール収納トレー９の至近距離に近づいた状態で真空吸着することにより各ボール吸着孔６に微細ボール２が吸着される。
【００２１】
微細ボール収納トレー９は、パーツフィーダー等の振動発生機１０上に固定されており、前記振動発生機１０が所定の振動周波数で振動することにより微細ボール収納トレー９内に収納されている微細ボール２は跳躍する。なお、前記振動発生機１０により行われる振動の周波数は微細ボール２の大きさ等に応じて、例えば０〜１ｋＨｚまで可変に成されている。
【００２２】
本実施形態においては、前記微細ボール収納トレー９の底部をメッシュ１２で形成するとともに、微細ボール収納トレー９を支持具１１により支持し、前記微細ボール収納トレー９の底部を空中に浮かした状態で振動発生機１０上に取り付けている。これにより、前記微細ボール収納トレー９の底部の下側にはゴミ排出用の空間が形成されている。
【００２３】
前記メッシュ１２の目のサイズは、収納する微細ボールの大きさに合わせて任意に選定するものであり、例えばボール径の２０〜９０％程度がよく、最も好ましくはボール径の３０〜８０％程度がよい。
【００２４】
前述のように構成された本実施形態のバンプ形成装置は、前記配列基板１のボール吸着孔６のそれぞれに微細ボール２を一括保持するために、微細ボール２（例えば、それはＡｕ等の貴金属、あるいは低融点の金属よりなる）が収容されている微細ボール収納トレー９上に配列基板１を移動させ、所定の至近距離まで降下させる。前述したように、微細ボール収納トレー９は、振動発生機１０により小さい振幅で振動させられているので、内部に収容されている微細ボール２は振動により跳躍している。
【００２５】
したがって、前記配列基板１に連設されている減圧装置（図示せず）を動作させて全てのボール吸着孔６を吸着状態にすると、微細ボール収納トレー９上で跳躍している微細ボール２を各ボール吸着孔６のそれぞれに吸着することができる。
【００２６】
前述のようにして、各ボール吸着孔６に微細ボール２を吸着したら、前記配列基板１を上昇させ、次に、図２に示すように、接合用ステージ（図示せず）上に載置されている電子部品２０の被接合部２１に接合してボールバンプを形成する。
【００２７】
本実施形態においては、前述のようにしてボールバンプを形成する途中において、前記微細ボール２に付着している微細なゴミを良好に除去することができる。すなわち、前述のように振動発生機１０により微細ボール２を跳躍させているときに、微細ボール２に付着している微細なゴミは前記微細ボール２から遊離する。
【００２８】
前記微細ボール２から遊離したゴミは、微細ボール収納トレー９内に落下するが、本実施形態においては、微細ボール収納トレー９の底部をメッシュ１２で形成している。そして、メッシュ１２の目のサイズは微細ボール２のボール径の３０〜８０％程度なので、微細ボール２はメッシュ１２を通り抜けることはないが、微細ボール２に付着している微細なゴミはメッシュ１２を通り抜けて微細ボール収納トレー９の下方の空間に落下する。
【００２９】
したがって、本実施形態によれば、ゴミが取り除かれて綺麗な微細ボール２を配列基板１に吸着させることができるので、ゴミ詰まりによる吸着不良回数を低減することができる。実験によれば、クリーンルーム・クラス１００，０００において、従来は３／１００回程度の割合で吸着不良が発生していたが、本実施形態のようにして微細なゴミを除去すると、吸着不良の発生は、０／１００回であった。
【００３０】
また、微細ボール２中にわざと微細なゴミを混入した場合、従来の装置では１００／１００回の確率で吸着不良が発生していたが、本実施形態の装置のように、ゴミを除去した場合には０／１００回であった。
【００３１】
また、前述のようにして微細ボール２に付着しているゴミを除去するので、半導体基板上にボールバンプを形成する際に、微細ボール２に付着しているゴミによって不良品が発生する可能性を大幅に低減することができた。
【００３２】
次に、図３を参照しながら本発明の第２の実施形態を説明する。
図３に示したように、本実施形態の場合には、微細ボール収納トレー９を支持するトレー支持容器１３にガス流入管１３ａ及びガス流出管１３ｂを設け、前記ガス流入管１３ａから流入したガス１４（図中、矢印で示している）を微細ボール収納トレー９の上側から内部に吹き出すようにしている。
【００３３】
微細ボール収納トレー９の内部に吹き出されたガス１４は、微細ボール収納トレー９の底部に配設されたメッシュ１２を通ってトレー支持容器１３内に流出し、ガス流出管１３ｂを介して外部に排出される。
【００３４】
一方、前述したように、微細ボール収納トレー９の内部では、振動発生機１０によって発生された超音波振動のために、微細ボール２に付着していた微細なゴミが微細ボール２から遊離し、前記微細ボール２及び微細なゴミが空中に浮遊している。
【００３５】
このような状態において、微細ボール収納トレー９の上側からガス１４が吹きこまれると、前記空中に浮遊しているゴミはガス１４と一緒に微細ボール収納トレー９の下側に配設されたメッシュ１２を通ってトレー支持容器１３に流出し、ここから外部に排出される。これにより、微細ボール収納トレー９内のゴミを良好に除去することができるので、綺麗な微細ボール２のみを配列基板１に吸着させて電子部品２０に接合することができる。
【００３６】
次に、図４を参照しながら本発明の第３の実施形態を説明する。
図４に示すように、本実施形態においては、微細ボール収納トレー９の側面に透孔９ａを形成し、前記トレー支持容器１３のガス流入管１３ａから流入したガス１４を、側面の透孔９ａから微細ボール収納トレー９の内部に吹き込むようにしている。
【００３７】
微細ボール収納トレー９内に吹き込まれたガス１４は、底部に配設されたメッシュ１２を通ってトレー支持容器１３内に流出し、トレー支持容器１３の下部に配設されているガス流出管１３ｂを通して外部に排出される。
【００３８】
したがって、この実施形態の場合もトレー支持容器１３の内部に浮遊している微細なゴミをガス１４と一緒にトレー支持容器１３の外部に排出して除去することができるので、微細ボール２に付着していたゴミが配列基板１のボール吸着孔６に吸い込まれる不都合を確実に防止することができる。
【００３９】
次に、図５を参照しながら本発明の第４の実施形態を説明する。
図５に示したように、本実施形態においては、ガス流入管１３ａ及びガス流出管１３ｂを微細ボール収納トレー９の下側に設け、ガス１４を微細ボール収納トレー９の下側を通すようにしている。
【００４０】
微細ボール収納トレー９の下側にガス１４を所定の速度で通すと、この部分の圧力が低下し、微細ボール収納トレー９の内部との間に気圧差が生じる。したがって、図５中の鎖線の矢印１５で示したように、微細ボール収納トレー９内の空気がメッシュ１２を通ってトレー支持容器１３内に流出するようになる。
【００４１】
これにより、微細ボール収納トレー９の内部に浮遊しているゴミ１５は、空気と一緒にメッシュ１２を通り、微細ボール収納トレー９の下側に流出し、ガス流出管１３ｂを介して外部に排出される。
【００４２】
前記メッシュ１２は、図６に示すように、微細ボール収納トレー９の底部に対して着脱自在に構成してもよい。このようにすると、微細ボール２の大きさに対応させた複数種類の大きさのメッシュ１２を用意しておくだけで種々の大きさの微細ボール２に対応することができるので、バンプ形成装置を効率良く使用することができる。
【００４３】
なお、前述した実施形態においては、微細ボール収納トレー９の下部をメッシュ１２で構成した例を示したが、下部のみならず、側部をメッシュで構成するようにしてもよい。また、微細ボール収納トレー９の底部は、微細なゴミを通過させるものであればメッシュ１２でなくともよい。例えば、内部に収納する微細ボール２よりも小さな透孔を複数個形成したステンレス板を使用するようにしてもよい。また、ガス１４としては、微細ボール２の種類や大きさに応じてエアー、窒素、アルゴン等の中から最適な気体を選択して使用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は前述したように、本発明によれば、少なくとも下部に複数の細孔が形成された収納トレー内に収納している複数の微細ボールに付着している微細なゴミを前記複数の細孔を介して外部に排出して前記微細ボール群から除去するようにしたので、微細なゴミが分離されて綺麗になった微細ボールを配列基板に吸着させるようにすることができ、微細なゴミが詰まることによる吸着不良を良好に防止することができる。
【００４５】
また、微細なゴミが取り除かれて綺麗になった微細ボールを用いてボールバンプを形成することができるので、ボールバンプを形成する電子部品における不良品の発生を少なくすることができ、歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバンプ形成装置の第１の実施形態を示す図である。
【図２】電子部品の被接合部に微細ボールを接合してボールバンプを形成する様子を示す図である。
【図３】第２の実施形態を説明する図である。
【図４】第３の実施形態を説明する図である。
【図５】第４の実施形態を説明する図である。
【図６】メッシュの取り付け例を示す図である。
【図７】従来のバンプ形成装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  配列基板
２  微細ボール
３  配列ヘッド
４  通気孔
５  真空室
６  ボール吸着孔
７  通気配管
９  微細ボール収納トレー
１０  振動発生器
１１  支持具
１２  メッシュ
【図１】
0003735186.tif 000002
【図２】
0003735186.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003735186.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003735186.tif 000007
【図７】
0003735186.tif 000008