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技術 導電性ボールの搭載方法及び導電性ボール搭載装置

出願人 新光電気工業株式会社
発明者 坂口秀明飯田清明
出願日 2007年9月14日 (11年10ヶ月経過) 出願番号 2007-239045
公開日 2009年4月2日 (10年3ヶ月経過) 公開番号 2009-071109
状態 特許登録済
技術分野 バンプ電極
主要キーワード スペーサ部品 リールツーリール方式 多面取り用 フレキシブルタイプ 画像認識カメラ 製品領域 位置合せマーク コアボール
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年4月2日)のものです。
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図面 (18)

課題

基板の上にマスクを介して導電性ボールを搭載する方法において、マスク上の余分な導電性ボールを効率よく除去できて導電性ボールを信頼性よく基板上に搭載できる導電性ボールの搭載方法を提供する。

解決手段

接続パッドC1を備えた基板1の上に、接続パッドC1に対応する開口部40aを備えたマスク40を配置する工程と、マスクの40上に導電性ボール62を供給する工程と、ボール移動手段50(刷毛)によって導電性ボール62をマスク40の一端側に移動させることにより、マスク40の開口部40aを通して導電性ボール62を基板1の接続パッドC1の上に配置する工程と、マスク40上の開口部40aが配置された領域に残存する余分な導電性ボール62をボール除去フィルム粘着フィルム)に接着させて除去する工程とを含む。

概要

背景

従来、半導体チップなどが実装される配線基板接続パッド上にはんだボールを搭載してバンプ電極を形成する方法がある。そのようなはんだボールの搭載方法では、まず、図1(a)に示すように、はんだボールが搭載される配線基板100が用意される。配線基板100では、基板110の上面側に接続パッド200を備え、接続パッド200上に開口部300aが設けられたソルダレジスト300が形成されている。さらに、接続パッド200の上にフラックス400が塗布されている。

そして、図1(b)に示すように、配線基板100の上にはんだボールを搭載するためのマスク500が配置される。マスク500は、メタルマスク部520の周縁側にメッシュ部540が取り付けられ、メッシュ部540の周りに枠部560が設けられて構成される。さらに、配線基板100の接続パッド200に対応する部分のマスク部520には、はんだボールが挿通される開口部500aが設けられている。

次いで、同じく図1(b)に示すように、マスク500の上に多数のはんだボール600を供給し、刷毛700によってはんだボール600をマスク500の一端側に掃き出して移動させる。これにより、図2に示すように、はんだボール600がマスク500の開口部500aを挿通して配線基板100の接続パッド200上のフラックス400に接着して配置される。その後に、マスク500が上方に移動して配線基板100から取り外される。

あるいは、図3に示すように、刷毛700を使用する代わりに、エア供給部750からはんだボール600にエア(空気)を吹き付けてマスク500の一端側に移動させることにより、はんだボール600をマスク500の開口部500aを挿通させて配線基板100の接続パッド200上に配置する方法もある。

上記したはんだボールの搭載方法に関連する技術としては、特許文献1には、柱状電極を備えたシリコン基板の上に印刷マスクを配置し、印刷マスクの上に多数のはんだボールを供給した後に、スキージを移動させながら空気を弱く吹き付けることにより、印刷マスクを通して柱状電極上にはんだボールを配置することが記載されている。

また、特許文献2には、ウェハ上に配置されたマスクの上に多数のはんだボールを供給し、スウィープ部材を備えた充填用ヘッドによってはんだボールを移動させてマスクの開口部にはんだボールを配置し、その後に柔らかいスキージをもつ除去用ヘッドによってマスク上に残存するはんだボールをマスクの外に払い出して除去することが記載されている。
特開2004−186286号公報
特開2006−173195号公報

概要

基板の上にマスクを介して導電性ボールを搭載する方法において、マスク上の余分な導電性ボールを効率よく除去できて導電性ボールを信頼性よく基板上に搭載できる導電性ボールの搭載方法を提供する。接続パッドC1を備えた基板1の上に、接続パッドC1に対応する開口部40aを備えたマスク40を配置する工程と、マスクの40上に導電性ボール62を供給する工程と、ボール移動手段50(刷毛)によって導電性ボール62をマスク40の一端側に移動させることにより、マスク40の開口部40aを通して導電性ボール62を基板1の接続パッドC1の上に配置する工程と、マスク40上の開口部40aが配置された領域に残存する余分な導電性ボール62をボール除去フィルム粘着フィルム)に接着させて除去する工程とを含む。

目的

本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、基板の上にマスクを介して導電性ボールを搭載する方法において、マスク上の余分な導電性ボールを効率よく除去できて導電性ボールを信頼性よく基板上に搭載できる導電性ボールの搭載方法及び導電性ボール搭載装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
0件

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請求項1

接続パッドを備えた基板の上に、前記接続パッドに対応する開口部を備えたマスクを配置する工程と、前記マスクの上に導電性ボールを供給する工程と、ボール移動手段によって前記導電性ボールを前記マスクの一端側に移動させることにより、前記マスクの開口部を通して前記導電性ボールを前記基板の前記接続パッドの上に配置する工程と、前記マスク上の前記開口部が配置された領域に残存する余分な前記導電性ボールをボール除去フィルム接着させて除去する工程とを有することを特徴とする導電性ボールの搭載方法

請求項2

前記ボール除去フィルムは、粘着フィルム又は静電吸着フィルムであることを特徴とする請求項1に記載の導電性ボールの搭載方法。

請求項3

前記ボール除去フィルムは、ロール状のフィルムが引き出されて前記マスクと平行に配置され、前記導電性ボールを接着して除去した後に、巻き取られて新たな前記ボール除去フィルムが前記マスク上に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の導電性ボールの搭載方法。

請求項4

前記基板は、半導体チップ実装される配線基板又は半導体素子が作り込まれた半導体ウェハであることを特徴とする請求項1又は2に記載の導電性ボールの搭載方法。

請求項5

前記マスクの上面側には上側に突出する突出部が設けられており、前記ボール除去フィルムは前記突出部の上に配置されてその高さ位置が制御されることを特徴とする請求項1又は2に記載の導電性ボールの搭載方法。

請求項6

前記突出部は、前記ボール移動手段の移動方向と同一方向に帯状に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の導電性ボールの搭載方法。

請求項7

基板を裁置するステージと、前記基板の上に配置され、開口部が設けられたマスクと、前記マスクの上に導電性ボールを供給するボール供給手段と、前記マスクの上に配置される前記導電性ボールを一端側に移動させることによって、前記マスクの前記開口部を通して前記導電性ボールを前記基板の上に配置するためのボール移動手段と、前記マスク上の前記導電性ボールを移動させた後に、前記マスク上の前記開口部が設けられた領域に残存する余分な前記導電性ボールを接着させて除去するためのボール除去フィルムと有することを特徴とする導電性ボール搭載装置

請求項8

前記ボール除去フィルムは、粘着フィルム又は静電吸着フィルムであることを特徴とする請求項7に記載の導電性ボール搭載装置。

請求項9

前記ボール除去フィルムは、ロール状のフィルムが引き出されて前記マスクと平行に配置され、前記導電性ボールを接着して除去した後に、巻き取られて新たな前記ボール除去フィルムが前記マスク上に配置されることを特徴とする請求項7又は8に記載の導電性ボールの搭載方法。

請求項10

前記マスクの上面側には上側に突出する突出部が設けられており、前記ボール除去フィルムは前記突出部の上に配置されてその高さ位置が制御されることを特徴とする請求項7又は8に記載の導電性ボール搭載装置。

技術分野

0001

本発明は導電性ボール搭載方法及び導電性ボール搭載装置係り、さらに詳しくは、配線基板などに導電性ボールを搭載してバンプ電極を形成するための導電性ボールの搭載方法及び導電性ボール搭載装置に関する。

背景技術

0002

従来、半導体チップなどが実装される配線基板の接続パッド上にはんだボールを搭載してバンプ電極を形成する方法がある。そのようなはんだボールの搭載方法では、まず、図1(a)に示すように、はんだボールが搭載される配線基板100が用意される。配線基板100では、基板110の上面側に接続パッド200を備え、接続パッド200上に開口部300aが設けられたソルダレジスト300が形成されている。さらに、接続パッド200の上にフラックス400が塗布されている。

0003

そして、図1(b)に示すように、配線基板100の上にはんだボールを搭載するためのマスク500が配置される。マスク500は、メタルマスク部520の周縁側にメッシュ部540が取り付けられ、メッシュ部540の周りに枠部560が設けられて構成される。さらに、配線基板100の接続パッド200に対応する部分のマスク部520には、はんだボールが挿通される開口部500aが設けられている。

0004

次いで、同じく図1(b)に示すように、マスク500の上に多数のはんだボール600を供給し、刷毛700によってはんだボール600をマスク500の一端側に掃き出して移動させる。これにより、図2に示すように、はんだボール600がマスク500の開口部500aを挿通して配線基板100の接続パッド200上のフラックス400に接着して配置される。その後に、マスク500が上方に移動して配線基板100から取り外される。

0005

あるいは、図3に示すように、刷毛700を使用する代わりに、エア供給部750からはんだボール600にエア(空気)を吹き付けてマスク500の一端側に移動させることにより、はんだボール600をマスク500の開口部500aを挿通させて配線基板100の接続パッド200上に配置する方法もある。

0006

上記したはんだボールの搭載方法に関連する技術としては、特許文献1には、柱状電極を備えたシリコン基板の上に印刷マスクを配置し、印刷マスクの上に多数のはんだボールを供給した後に、スキージを移動させながら空気を弱く吹き付けることにより、印刷マスクを通して柱状電極上にはんだボールを配置することが記載されている。

0007

また、特許文献2には、ウェハ上に配置されたマスクの上に多数のはんだボールを供給し、スウィープ部材を備えた充填用ヘッドによってはんだボールを移動させてマスクの開口部にはんだボールを配置し、その後に柔らかいスキージをもつ除去用ヘッドによってマスク上に残存するはんだボールをマスクの外に払い出して除去することが記載されている。
特開2004−186286号公報
特開2006−173195号公報

発明が解決しようとする課題

0008

前述した従来技術では、マスク500上にその開口部500aの数よりかなり多い個数のはんだボール600を供給するので、マスク500の開口部500aにはんだボール600を挿通させるとしても、マスク500の開口部500aの周辺にはんだボール600が残存することが多い。このため、その余分なはんだボール600をマスク500の一端側に移動させるか、あるいはマスク500上から除去する必要がある。

0009

この作業を行わないと、マスク500を配線基板100の上方に持ち上げて離す際に、マスク500の開口部500aから残存した余分なはんだボール600がさらに挿通して配線基板100の接続パッド200に複数のはんだボールが搭載される場合があるからである。

0010

刷毛によってマスク上の余分なはんだホールを移動させる方法では、完全にはんだボールを除去するには刷毛の移動を多数回繰り返して行う必要があるため、作業時間が長くなり、生産効率が悪い。しかも、刷毛にはんだボールが付着することがあり、メンテナンスが煩雑になりやすい。

0011

また、エアによってマスク上の余分なはんだボールを移動させる方法では、はんだボールを効率よく移動させるには比較的高い風圧に設定する必要があるので、はんだボールがマスク上から外部に飛び散ることがある。逆に、はんだボールが飛び散らないような低い風圧に設定すると、余分なはんだボールを完全に移動させることは困難を極める。

0012

本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、基板の上にマスクを介して導電性ボールを搭載する方法において、マスク上の余分な導電性ボールを効率よく除去できて導電性ボールを信頼性よく基板上に搭載できる導電性ボールの搭載方法及び導電性ボール搭載装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0013

上記課題を解決するため、本発明は導電性ボールの搭載方法に係り、接続パッドを備えた基板の上に、前記接続パッドに対応する開口部を備えたマスクを配置する工程と、前記マスクの上に導電性ボールを供給する工程と、ボール移動手段によって前記導電性ボールを前記マスクの一端側に移動させることにより、前記マスクの開口部を通して前記導電性ボールを前記基板の前記接続パッドの上に配置する工程と、前記マスク上の前記開口部が配置された領域に残存する余分な前記導電性ボールをボール除去フィルムに接着させて除去する工程とを有することを特徴とする。

0014

本発明の導電性ボールの搭載方法では、まず、接続パッドを備えた基板(配線基板や半導体素子が作り込まれた半導体ウェハ)の上に接続パッドに対応する開口部を備えたマスクが配置される。その後に、マスクの上にその開口部の数より多い多数の導電性ボール(はんだボールなど)が供給される。

0015

次いで、ボール移動手段(刷毛など)を水平方向に移動させて導電性ボールをマスクの一端側に掃き出して移動させる。これにより、導電性ボールがマスクの開口部を挿通して基板の接続パッドの上に配置される。このとき、マスク上の開口部が配置された領域に余分な導電性ボールが残存する。

0016

続いて、マスク上の余分な導電性ボールをボール除去フィルム(粘着フィルム静電吸着フィルム)に接着させることにより、マスク上から余分な導電性ボールを除去する。

0017

本発明では、従来技術と違ってマスク上の余分な導電性ボールがなくなるまで刷毛の移動を繰り返すことなく、ボール除去フィルムによって余分な導電性ボールを一括除去できるので、生産効率を格段に向上させることができる。しかも、ボール除去フィルムに導電性ボールを付着させて除去するので、エアを吹きかけて導電性ボールを移動させる方法と違って導電性ボールが外部に飛び散るおそれもない。

0018

また、マスクの開口部の周辺には余計な導電性ボールが残存しないので、マスクを上側に移動させて基板から取り外す際に、マスクの開口部から余計な導電性ボールが基板に搭載されることが防止され、基板の各接続パッドに1つの導電性ボールが信頼よく搭載される。

0019

本発明の一つの好適な態様では、ボール除去フィルムは、ロール状のフィルムが引き出されてマスクと平行に配置され、導電性ボールを接着させて除去した後に、フィルムが巻き取られて新たなボール除去フィルムがマスクの上に配置される。

0020

また、上記した発明において、マスクの上面側に上側に突出する突出部が設けられていてもよい。この態様では、ボール除去フィルムがマスク側にずれて配置される場合であっても、ボール除去フィルムは突出部がストッパとなってその高さ位置が所望の位置に制御される。これにより、マスクの開口部に挿通された導電性ボールが除去されることなく、マスク上の余分な導電性ボールのみを安定して選択的に除去することができる。

発明の効果

0021

以上説明したように、本発明では、マスク上の余分な導電性ボールを効率よく除去できて導電性ボールを信頼性よく基板上に搭載することができる。

発明を実施するための最良の形態

0022

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

0023

(第1の実施の形態)
図4図10は本発明の第1実施形態の導電性ボールの搭載方法を示す断面図、図11図13は導電性ボールが搭載された配線基板に半導体チップを実装する方法を示す断面図、図14は同じく導電性ボール搭載装置を示す断面図である。

0024

第1実施形態の導電性ボールの搭載方法では、まず、図4に示すように、導電性ボールが搭載される配線基板1を用意する。配線基板1では、ガラスエポキシ樹脂などからなるコア基板10にスルーホールTHが設けられており、スルーホールTH内に銅などからなる貫通電極12が充填されている。さらに、コア基板10の両面側には貫通電極12を介して相互接続される銅などからなる第1配線層14aがそれぞれ形成されている。

0025

あるいは、コア基板10の両面側の第1配線層14aがスルーホールTHの内壁に形成されたスルーホールめっき層によって相互接続され、スルーホールTH内の孔に樹脂が充填されていてもよい。

0026

コア基板10の両面側には第1配線層14aを被覆する層間絶縁層16がそれぞれ形成されている。層間絶縁層16は、例えば、コア基板10にエポキシポリイミドなどの樹脂フィルムが貼着されて形成される。

0027

コア基板10の両面側の層間絶縁層16には第1配線層14aに到達する深さのビアホールVHがそれぞれ形成されている。さらに、コア基板10の両面側の層間絶縁層16の上には、ビアホールVHを介して第1配線層14aに接続される第2配線層14bがそれぞれ形成されている。図4では、第2配線層14bとしてその接続パッドC1,C2が示されている。

0028

コア基板10の両面側の第2配線層14bの上には、各接続パッドC1,C2の上に開口部18aが設けられたソルダレジスト18がそれぞれ形成されている。さらに、コア基板10の上面側の第2配線層14bの接続パッドC1上にフラックス20が形成されている。フラックス20は印刷ディスペンサなどによって第2配線層14bの接続パッドC1上にパターン化されて塗布される。

0029

なお、配線基板1として、リジッド基板を例示するが、フィルムを基板として使用するフレキシブルタイプの配線基板を使用してもよい。

0030

あるいは、導電性ボールが搭載される基板(ワーク)として、配線基板1の代わりに、半導体素子(トランジスタなど)とそれに接続された多層配線層が形成され、最上に接続パッドが設けられた半導体ウェハ(シリコンウェハ)を使用してもよい。そのような半導体ウェハは、接続パッドに導電性ボールが搭載された後に、ダイシングされてCPUやメモリなどの個々の半導体チップとなる。

0031

次に、図4に示した配線基板1の上面側の第2配線層14bの接続パッドC1に導電性ボールを搭載するための導電性ボール搭載装置について説明する。図14に示すように、第1実施形態の導電性ボール搭載装置2は、基板5を裁置するためのステージ30を備えており、基板5は真空吸着などによってステージ30の上に固定される。また、導電性ボール搭載装置2は、導電性ボールを挿通させるための開口部40aを備えたマスク40を備えており、マスク40は基板5の上方に配置される。

0032

マスク40は、開口部40aが設けられたメタルマスク部42と、その周縁側に設けられた樹脂などからなるメッシュ部44と、メッシュ部44の周りに設けられた枠部46とによって構成される。マスク40は、移動手段(不図示)に接続されており、垂直方向又水平方向に高精度に移動できるようになっている。

0033

さらに、導電性ボール搭載装置2は、導電性ボール62を供給するためのボール供給手段60を備えており、ボール供給手段60はマスク40の上方に配置される。さらに、マスク40上に供給された多数の導電性ボール62を水平方向に掃き出して移動させる刷毛50(ボール移動手段)を備えており、刷毛50はマスク40の上方に配置される。

0034

刷毛50は移動手段(不図示)に接続されており、垂直方向及び水平方向に移動できるようになっている。刷毛50をマスク40に当接させ、水平方向に移動させることにより、マスク40上の導電性ボール62がマスク40の開口部40aに振り込まれる。

0035

ボール移動手段として刷毛50を例示するが、円柱状のブラシを回転させながら移動させてもよいし、板状のスキージなどを使用してもよい。また、ボール供給手段60とボール移動手段(刷毛50など)が一体的に設けられていてもよい。

0036

さらに、本実施形態の導電性ボール搭載装置2は、マスク40の開口部40aに導電性ボール62を挿通させた後に残存する余分な導電性ボール62を粘着して除去する粘着フィルム70(ボール除去フィルム)を備えており、粘着フィルム70はマスク40の上方に配置される。

0037

粘着フィルム70は、リールツーリール方式によって搬送され、一端側のリール(不図示)に巻かれたロール状のフィルムが引き出され、2つのローラ72の下側に引っ張られた状態で他端側のリール(不図示)に巻かれている。ローラ72などは移動手段(不図示)に接続されており、垂直方向又は水平方向に高精度で移動できるようになっている。

0038

これにより、粘着フィルム70はマスク40上からの所定の高さ位置に制御されて配置される。また、2つのローラ72の間の粘着フィルム70はマスク40の複数の開口部40aが配置された領域に対応する大きさに設定され、マスク40と平行になって配置される。そして、マスク40上の余分な導電性ボール62を粘着フィルム70で粘着し、粘着フィルム70が上側に移動することにより、マスク40上から余分な導電性ボール62が除去される。

0039

さらに、粘着フィルム70が他端側のリールに巻かれることでローラ72が回転して導電性ボール62が粘着した粘着フィルム70が移動し、新たな粘着フィルム70が2つのローラ72の下に配置されるようになっている。

0040

なお、ボール除去フィルムとして粘着フィルム70を例示するが、静電気によって導電性ボール62を吸着する静電吸着フィルムを使用してもよく、導電性ボール62を付着して除去できるフィルムであれば各種のものを使用できる。

0041

また、導電性ボール搭載装置2は、基板5に形成された位置合せマークを認識する画像認識カメラ35を備えており、基板5の位置合せマークを認識することに基づいて、基板5の各接続パッドの上にマスク40の開口部40aが配置されるように位置合わせする機能を備えている。

0042

次に、そのような導電性ボール搭載装置2を使用して前述した配線基板1(図4)の接続パッドC1に導電性ボールを搭載する方法について説明する。まず、図5に示すように、図14の導電性ボール搭載装置2のステージ30(図4では省略)の上に配線基板1を裁置して固定する。

0043

次いで、前述した開口部40aを備えたマスク40を配線基板1の上に配置する。このとき、前述した画像認識カメラ35(図14)によって配線基板1の位置合せマークを認識し、マスク40の開口部40aが配線基板1の接続パッドC1に対応するようにマスク40が配線基板1に位置合わせされて配置される。

0044

また、配線基板1の接続パッドC1がエリアアレイ型で配置された領域に対応するマスク40の下側部分には一括した凹部40bが設けられており、これによってマスク40が配線基板1の接続パッドC1上のフラックス20に接触しないようになっている。

0045

続いて、同じく図5に示すように、ボール供給手段60からマスク40の上に導電性ボール62を供給する。導電性ボール62は、マスク40の開口部40a(配線基板1の接続パッドC1に対応)の数よりかなり多い個数で供給される。

0046

本実施形態では、配線基板1の接続パッドC1に半導体チップがフリップチップ接続される形態を例示する。その場合は、導電性ボール62として、全体にわたってはんだから形成されたはんだボール、樹脂からなるコアボールの外面がはんだ層で被覆されたもの、あるいは銅からなるコアボールの外面がはんだ層で被覆されたものなどが使用される。導電性ボールが搭載される基板(ワーク)の用途によって、各種の導電材料からなる導電性ボールを使用することができる。

0047

また、本実施形態では、導電性ボール62の径は100μm以下であり(下限は例えば10μm以上)、吸着ツールなどによって導電性ボールを一括して搭載する方法では困難な比較的小さな径の導電性ボール62が使用される。例えば、導電性ボール62の径が100μmの場合は、配線基板1の接続パッドC1のピッチは200μm(ラインスペース=100:100μm)である。

0048

次いで、図6に示すように、前述した刷毛50(ボール移動手段)によって多数の導電性ボール62をマスク40の一端側(製品領域の外側部)に掃き出して移動させる。このとき、刷毛50によって移動された導電性ボール62はマスク40の各開口部40aに挿通され、その下の接続パッドC上のフラックス20に接着して配置される。

0049

マスク40の開口部40aの大きさは導電性ボール62の大きさより一回り大きく設定されており、導電性ボール62はマスク40の開口部40aを容易に挿通するようになっている。このようにして、マスク40の各開口部40aに1つの導電性ボール62がそれぞれ振り込まれてその下の配線基板1の接続パッドC1上に配置される。

0050

またこのとき、刷毛50によって多数の導電性ボール62をマスク40の一端側に移動させるとしても、マスク40上の複数の開口部40aが配置された領域(開口部40aの周辺)に導電性ボール62が残存してしまう。導電性ボール62がマスク40の開口部40aの周辺に残存しないようにするには刷毛50を多数回繰り返し移動させる必要があり、かなりの処理時間がかかり、生産効率が悪い。

0051

そこで、本実施形態では、図7に示すように、前述した2つのローラ72の下に配置された粘着フィルム70をマスク40側に移動させる。さらに、図8に示すように、粘着フィルム70をマスク40に接触しない程度にマスク40上に位置制御して配置し、粘着フィルム70をマスク40上に残存する余分な導電性ボール62に当接させることにより、余分な導電性ボール62を粘着フィルム70に粘着させる。その後に、図9に示すように、導電性ボール62が粘着した粘着フィルム70を上側に移動させることにより、マスク40上から余分な導電性ボール62を除去する。

0052

このように、本実施形態では、導電性ボール搭載装置2がマスク40と平行に配置される粘着フィルム70を備えているので、マスク40上に余分な導電性ボール62が残るとしても、粘着フィルム70によって余分な導電性ボール62を一括して除去することができる。

0053

従って、従来技術と違って、マスク40上の余分な導電性ボール62がなくなるまで刷毛50で移動を繰り返すことなく、粘着フィルム70によって余分な導電性ボール62を一括除去できるので、生産効率を格段に向上させることができる。しかも、導電性ボール62を粘着フィルム70に粘着させるので、エアを吹きかけて導電性ボール62を移動させる方法と違って導電性ボール62が外部に飛び散るおそれもない。

0054

なお、マスク40の一端側に移動させた導電性ボール62はそのまま残され、次に処理される配線基板に搭載させる導電性ボールの一部として使用される。

0055

続いて、図10に示すように、粘着フィルム70が上側に移動した後に、マスク40も上側に移動してマスク40が配線基板1から取り外される。そして、粘着フィルム70が他端側のリール(不図示)に巻き取られることでローラ72が回転して新たな粘着フィルム70が2つのローラ72の下側に配置される。

0056

マスク40を配線基板1から離す際に、マスク40の開口部40aの周辺には余分な導電性ボール62が残存しないので、配線基板1の接続パッドC1上に複数の導電性ボール62が搭載される不具合が解消される。

0057

これにより、配線基板1の各接続パッドC1上のフラックス20の上に1つの導電性ボール62がそれぞれ信頼性よく接着されて配置される。なお、配線基板1以外にも前述した半導体ウェハの接続パッドに同様な方法によって導電性ボールを搭載することができる。

0058

次に、導電性ボール62が搭載された配線基板1に半導体チップを実装する方法について説明する。図11に示すように、導電性ボール62(はんだボール)をリフロー加熱した後に、フラックス残渣を除去することによりはんだバンプ22を得る。さらに、図12に示すように、はんだバンプ80aを備えた半導体チップ80を用意し、配線基板1のはんだバンプ22に半導体チップ80のはんだバンプ80aを配置し、リフロー加熱することによってフリップチップ接合する。

0059

これにより、図13に示すように、配線基板1のはんだバンプ22と半導体チップ80のはんだバンプ80aとが融合してバンプ電極24が形成され、半導体チップ80はバンプ電極24によって配線基板1の接続パッドC1に電気的に接続される。さらに、配線基板1の下面側の接続パッドC2にはんだボールを搭載するなどして外部接続端子26を設ける。

0060

外部接続端子26を形成するタイミングは、図10の工程の後(導電性ボール62を搭載した後)であってもよいし、半導体チップ80を実装した後であってもよい。

0061

これにより、本実施形態の半導体装置3が得られる。なお、配線基板1として多面取り用大型基板を使用する場合は、半導体チップ80を実装する前又は後に配線基板1が切断されて分割される。

0062

以上説明したように、本実施形態の導電性ボールの搭載方法では、まず、マスク40の開口部40aを通して導電性ボール62を配線基板1の接続パッドC1上に配置する。その後に、マスク40を配線基板1から上側に移動して離す前に、マスク40の開口部40aの周辺に残存する余分な導電性ボール62を粘着フィルム70に粘着させて除去するようにしている。

0063

これにより、マスク40上の余分な導電性ボール62が粘着フィルム70によって一括除去されるので、刷毛やエアを使用して余分な導電精ボール62をマスク40上で移動させる方法よりも効率よく安定して導電性ボール62を除去できるようになる。

0064

また、マスク40の開口部40aの周辺に余分な導電性ボール62が残存しないので、配線基板1の接続パッドC1に複数の導電性ボール62が搭載されることが防止され、導電性ボール62を信頼性よく配線基板1の上に搭載することができる。

0065

(第2の実施の形態)
図15及び図16は本発明の第2実施形態の導電性ボールの搭載方法を示す断面図である。第2実施形態では、第1実施形態と同一要素については同一符号を付してその詳しい説明を省略する。

0066

前述した第1実施形態の導電性ボールの搭載方法では、粘着フィルム70を平坦なマスク40の上に高さ位置を制御して直接配置することによって、マスク40上の余分な導電性ボール62を粘着して除去している。

0067

このため、粘着フィルム70がマスク40側にずれてマスク40に接触して配置される場合、マスク40上の余分な導電性ボール62ばかりではなく、マスク40の開口部40a内に振り込まれ導電性ボール62が粘着フィルム70に同時に粘着して除去されることが想定される。

0068

これを防止するために、第2実施形態では、図15に示すように、マスク40の上面側に上側に突出する突出部48が設けられており、突出部48が粘着フィルム70のストッパとなって粘着フィルム70が突出部48の上面より下側に配置されないようになっている。

0069

突出部48の高さは、導電性ボール62の高さ(径)より低く設定され、例えば、導電性ボール62の高さ(径)が100μmの場合は、20〜50μmに設定される。これにより、粘着フィルム70はマスク40のメタルマスク部42に接触することなく、除去すべく余分な導電性ボール62のみに当接してそれらを粘着させることができる。

0070

その後に、図16に示すように、第1実施形態と同様に、粘着フィルム70が配線基板1の上方に移動して余分な導電性ボール62がマスク40上から除去される。

0071

このように、第2実施形態では、粘着フィルム70が配置される高さ位置を制御するための突出部48がマスク40に設けられているので、粘着フィルム70がマスク40側にずれて配置されるおそれがない。従って、マスク40上の余分な導電性ボール62を粘着フィルム70で除去する際に、マスク40の開口部40aに振り込まれた導電性ボール62が同時に除去されることが防止される。

0072

図17には、突出部48が設けられたマスク40を上側からみた様子が示されている。図17の例では、マスク40の開口部40aが4つの領域にエリアアレイ型で分割されて配置されており、突出部48は上下に配置された開口部40aの群を仕切るように帯状ストライプ状)に設けられている。

0073

つまり、突出部48は刷毛50の移動方向と同一方向に帯状に延びて形成されている。このため、導電性ボール62は刷毛50によって突出部48の長手方向に掃き出されてマスク40の一端側に移動するので、導電性ボール62を移動させる際に突出部48が障壁になるおそれはない。

0074

突出部48はマスク40のメタルマスク部42と一体的に形成してもよいし、あるいは、突出部48をマスク40から分離して形成し、スペーサ部品としてマスク40上に配置してもよい。

0075

さらに、第1実施形態と同様に、図16においてマスク40を配線基板1の上側に移動して取り外した後に、前述した図11図13と同一の工程が遂行されて、配線基板1の上に半導体チップがフリップチップ実装されて半導体装置が構成される。

0076

第2実施形態は第1実施形態と同様な効果を奏すると共に、第1実施形態より余分な導電性ボールを粘着フィルムで除去する際の信頼性を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0077

図1(a)〜(b)は従来技術の導電性ボールの搭載方法(第1の方法)を示す断面図(その1)である。
図2は従来技術の導電性ボールの搭載方法(第1の方法)を示す断面図(その2)である。
図3は従来技術の導電性ボールの搭載方法(第2の方法)を示す断面図である。
図4は本発明の第1実施形態の導電性ボールの搭載方法を示す断面図(その1)である。
図5は本発明の第1実施形態の導電性ボールの搭載方法を示す断面図(その2)である。
図6は本発明の第1実施形態の導電性ボールの搭載方法を示す断面図(その3)である。
図7は本発明の第1実施形態の導電性ボールの搭載方法を示す断面図(その4)である。
図8は本発明の第1実施形態の導電性ボールの搭載方法を示す断面図(その5)である。
図9は本発明の第1実施形態の導電性ボールの搭載方法を示す断面図(その6)である。
図10は本発明の第1実施形態の導電性ボールの搭載方法を示す断面図(その7)である。
図11は導電性ボールが搭載された配線基板に半導体チップを実装する方法を示す断面図(その1)である。
図12は導電性ボールが搭載された配線基板に半導体チップを実装する方法を示す断面図(その2)である。
図13は導電性ボールが搭載された配線基板に半導体チップを実装する方法を示す断面図(その3)である。
図14は本発明の第1実施形態の導電性ボール搭載装置を示す断面図である。
図15は本発明の第2実施形態の導電性ボールの搭載方法を示す断面図(その1)である。
図16は本発明の第2実施形態の導電性ボール搭載方法を示す断面図(その2)である。
図17は本発明の第2実施形態に係る突出部が設けられたマスクの様子を示す平面図である。

符号の説明

0078

1…配線基板、2…導電性ボール搭載装置、3…半導体装置、5…基板、10…コア基板、12…貫通電極、14a…第1配線層、14b…第2配線層、16…層間絶縁層、18…ソルダレジスト、18a…開口部、20…フラックス、22,80a…はんだバンプ、24…バンプ電極、30…ステージ、35…画像認識カメラ、40…マスク、42…メタルマスク部、44…メッシュ部、46…枠部、48…突出部、50…刷毛、60…ボール供給手段、62…導電性ボール、70…粘着フィルム、72…ローラ、80…半導体チップ、TH…スルーホール、VH…ビアホール、C1,C2…接続パッド。

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