JP2000260799A - 導電性ボールの搭載装置および搭載方法 - Google Patents

導電性ボールの搭載装置および搭載方法

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JP2000260799A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1枚の半導体基板に複数個作り込まれた電子
部品に、効率よく導電性ボールを搭載することができる
導電性ボールの搭載装置および搭載方法を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 ウェハ6の電子部品に導電性ボール7を
搭載する導電性ボールの搭載方法において、ウェハ6を
ロボットのアーム5aの保持部5bにより下方から吸着
保持して搬送し、ウェハ6を保持した状態の保持部5b
を、フラックス供給部4の支持テーブル29で支持した
状態でフラックスの印刷を行い、またボール搭載部2の
支持テーブル16で支持した状態で導電性ボール7の搭
載を行うようにした。これにより、効率よくフラックス
の印刷や導電性ボールの搭載を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハ状態の半導
体基板に作り込まれた複数の電子部品に導電性ボールを
搭載する導電性ボールの搭載装置および搭載方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】フリップチップやCSP(Chip S
ize Package)などの電子部品の製造工程に
おいては、突出電極であるバンプ形成のために半田ボー
ルなどの導電性ボールが搭載される。この導電性ボール
の搭載は、ウェハ等の半導体基板から個片に切り出され
た電子部品に対して行われているが、近年、電子部品製
造の生産性向上ののために、電子部品が個片に切り出さ
れる前のウェハ状態でのバンプ形成を行うことが検討さ
れている。この方法では、ウェハ等の半導体基板に対し
て直接導電性ボールが搭載されるため、円板状のウェハ
を直接ハンドリングする必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、薄いシリコ
ン円板であるウェハは、本来ベルト搬送やグリップ搬送
など、従来のプリント基板の搬送に用いられていた方法
には適さない。このためウェハのハンドリングには従来
ウェハを保持する専用治具を使用する方法が採用されて
いた。しかしながら、専用治具を用いる方法は多数の治
具を製作するための費用を要してコストアップを招くと
ともに、ウェハごとに治具への装着・取り外しを必要と
するなど取り扱いに手間を要する。このように従来の導
電性ボールの搭載装置では、ウェハ状態の電子部品への
導電性ボールの搭載を効率よく行うことが困難であると
いう問題点があった。
【0004】そこで本発明は、1枚の半導体基板に複数
個作り込まれた電子部品に、効率よく導電性ボールを搭
載することができる導電性ボールの搭載装置および搭載
方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の導電性ボ
ールの搭載装置は、1枚の半導体基板に複数個作り込ま
れた電子部品に導電性ボールを搭載する導電性ボールの
搭載装置であって、前記半導体基板を下方から保持部に
より吸着保持して搬送する搬送手段と、半導体基板に導
電性ボールを搭載するボール搭載手段とを備えた。
【0006】請求項2記載の導電性ボールの搭載装置
は、請求項1記載の導電性ボールの搭載装置であって、
前記ボール搭載手段による導電性ボールの搭載位置にお
いて、半導体基板を保持した前記保持部を支持する支持
手段を備えた。
【0007】請求項3記載の導電性ボールの搭載装置
は、請求項1または2記載の導電性ボールの搭載装置で
あって、導電性ボールの搭載に先立って、前記ウェハ上
に接合材料を供給する接合材料供給手段を備えた。
【0008】請求項4記載の導電性ボールの搭載方法
は、1枚の半導体基板に複数個作り込まれた電子部品に
導電性ボールを搭載する導電性ボールの搭載方法であっ
て、前記半導体基板を搬送手段の保持部により下方から
吸着保持して搬送し、この半導体基板を前記保持部によ
り保持した状態で導電性ボールの搭載を行うようにし
た。
【0009】請求項5記載の導電性ボールの搭載方法
は、請求項4記載の導電性ボールの搭載方法であって、
前記導電性ボールの搭載位置において、前記保持部を支
持手段により支持した状態で導電性ボールの搭載を行う
ようにした。
【0010】本発明によれば、半導体基板を下方から保
持部により吸着支持して搬送し、さらに好ましくは導電
性ボールの搭載位置において支持手段により保持部を支
持した状態で導電性ボールを搭載することにより、半導
体基板に精度よくかつ効率的に導電性ボールの搭載を行
うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の導電
性ボールの搭載装置の平面図、図2は同導電性ボールの
搭載装置のボール搭載部の側面図、図3は同導電性ボー
ルの搭載装置のフラックス供給部の側面図、図4
(a),(b),(c),(d)は同導電性ボールの搭
載方法の工程説明図である。
【0012】まず図1を参照して導電性ボールの搭載装
置の構成を説明する。図1において、導電性ボールの搭
載装置は、ウェハ供給部1およびウェハ収納部3、ボー
ル搭載部2、フラックス供給部4および中央に配置され
た搬送手段としてのロボット5より構成されている。ウ
ェハ供給部1はマガジン1a内に格納されたウェハ6を
供給する。ウェハ収納部3は導電性ボールの搭載後のウ
ェハ6をマガジン3a内に収納する。ウェハ6の取り出
し・収納、フラックス塗布および導電性ボール搭載の各
工程におけるハンドリングは、ロボット5によって行わ
れる。ロボット5は多関節ロボットであり、ロボット5
のアーム5aは先端部に真空吸着または静電吸着により
ウェハを下付から吸着保持する保持部5bを備えてい
る。
【0013】次に図1、図2を参照してボール搭載部2
について説明する。図1において基台10上の両側端部
には2つのX軸テーブル11が並設されており、X軸テ
ーブル11上にはY軸テーブル12が架設されている。
Y軸テーブル12には搭載ヘッド13が装着されてお
り、X軸テーブル11およびY軸テーブル12を駆動す
ることにより搭載ヘッド13は水平移動する。図2に示
すように、基台10上には支持テーブル16を昇降させ
る昇降機構15が配設されており、支持テーブル16は
上昇位置においてウェハ6を下方から吸着保持したアー
ム5aの保持部5bを支持する。したがって支持テーブ
ル16はアーム5aの保持部5bを支持する支持手段と
なっている。
【0014】支持テーブル16の側方には導電性ボール
7を貯溜するボール供給部14が配設されている。搭載
ヘッド13をボール供給部14上に移動させ、搭載ヘッ
ド13の下端部に設けられた吸着ツール13aをボール
供給部14内の導電性ボール7に対して上下動させるこ
とにより、吸着ツール13aは導電性ボール7を吸着し
てピックアップする。この搭載ヘッド13をウェハ6上
に移動させ、そこで上下動を行わせることにより、吸着
ツール13aに吸着された導電性ボール7はウェハ6に
形成された各半導体素子6a(図1参照)上に搭載され
る。したがって、搭載ヘッド13はボール搭載手段とな
っている。
【0015】次に図1、図3を参照してフラックス供給
部4について説明する。フラックス供給部4は、導電性
ボール7の搭載に先立って導電性ボール7を半田接合す
る接合材料であるフラックスをウェハ6上面に塗布する
ものである。図3において、基台20上にはマスク昇降
部30が設けられており、マスク昇降部30は昇降プレ
ート21を昇降させる。昇降プレート21上にはスクリ
ーンマスク22およびスキージ部25よりなるスクリー
ン印刷機構が配設されている。
【0016】スキージ部25は上下動する2つのスキー
ジ26を備えており、昇降プレート21上に配設された
移動テーブル24を駆動することにより、スキージ部2
5はY方向に移動する。マスク昇降部30を駆動するこ
とにより、昇降プレート21は下降しマスクプレート2
3の下面は基板6に当接する。この状態で、2つのスキ
ージ26のいずれか一方をマスクプレート23を当接さ
せ、スキージ26を水平移動させてマスクプレート23
上に供給されたフラックス27をスキージ26で掻き寄
せることにより、ウェハ6の上面の所定部位にはマスク
プレート23に設けられたパターン孔を介してフラック
ス27が印刷される。すなわち、スキージ26およびマ
スクプレート23は接合材料であるフラックス27を、
印刷によりウェハ6に供給する接合材料供給手段となっ
ている。
【0017】この印刷過程において、支持テーブル29
は昇降機構28により上昇して、ウェハ6を吸着保持し
たアーム5aの保持部5bを下方から支持する位置にあ
る。これにより、スクリーン印刷時にスキージ26をマ
スクプレート23に押圧する印圧荷重は、支持テーブル
29によって支持される。
【0018】この導電性ボールの搭載装置は上記のよう
に構成されており、以下導電性ボールの搭載方法につい
て図4を参照して説明する。まず図4(a)に示すよう
に、ロボット5のアーム5aをウェハ供給部1に対して
移動させ、アーム5aによってマガジン1aに多段積み
されたウェハ6のうちの1枚を下方からすくい取り、保
持部5bに吸着保持した状態でマガジン1aから取り出
す。
【0019】次いでウェハ6を保持したアーム5aをフ
ラックス供給部4に対して移動させ、ウェハ6をスクリ
ーンマスク22の印刷位置に位置させる。次いで昇降プ
レート21を下降させて、マスクプレート23の下面を
保持部5bで保持されたウェハ6の上面に当接させる。
このとき、支持テーブル29は上昇位置にあって保持部
5bは支持テーブル29によって支持されている。そし
てマスクプレート23上に供給されたフラックス27を
スキージ26を移動させて掻き寄せることにより、パタ
ーン孔を介してウェハ6上にフラックス27が印刷され
る。上述のように、印刷過程ではウェハ6を保持する保
持部5bは支持テーブル29によって支持されているた
め、印刷時の印圧によってアーム5aに荷重が負荷され
て保持部5bの位置が不安定になることなく良好な印刷
が行われる。
【0020】次に、スクリーン印刷によるフラックス塗
布が終り、上面にフラックス膜が形成されたウェハ6
は、ロボット5のアーム5aによってボール搭載部2に
搬送される。ここでは吸着ツール13aによってボール
供給部14から導電性ボール7を吸着した搭載ヘッド1
3が支持テーブル16上で待機状態にある。図5(c)
に示すようにアーム5aによってウェハ6がボール搭載
位置に位置すると、支持テーブル16が上昇して保持部
5bを下方から支持する。そしてこの状態のウェハ6に
対して搭載ヘッド13を下降させ、導電性ボールの吸着
を解除することにより、導電性ボール7がウェハ6のフ
ラックス膜27上に搭載される。このボール搭載過程に
おいてもフラックス印刷過程と同様に、保持部5bは支
持テーブル16によって支持されているため、ボール搭
載時の押圧荷重によって保持部5bの位置が不安定とな
り、搭載精度が低下するといったことも生じることがな
い。このようにして導電性ボール7が搭載されたウェハ
6は、アーム5aによってウェハ収納部3に搬送され、
マガジン3a内に多段収納される。
【0021】上記説明したように本実施の形態では、ウ
ェハ6の取り出しからフラックス塗布、ボール搭載を経
てウェハ収納に至る全工程を通じてウェハ6はロボット
5のアーム5aに設けられた保持部5bによって吸着保
持された状態にある。このため、ウェハ6は上記工程を
通じて常に安定した姿勢が保たれる。そしてフラックス
塗布やボール搭載など、作業時に荷重が作用する工程に
おいては、アーム5aの保持部5bを荷重に抗する方向
から直接支持するようにしているため、本来アーム5a
の直交方向から荷重を負荷するのには適さない多関節型
のロボットを、上記作業におけるウェハ6のハンドリン
グに使用することが可能となる。
【0022】この結果、安定した方法でウェハを確実に
保持して、効率の良いフレキシブルなハンドリング動作
を行わせることができる。したがって、コンベア搬送や
グリップ搬送などの従来の搬送方法に不適な薄くて大径
円板状であるウェハ6を安定した状態でハンドリングし
ながら、フラックスの塗布や導電性ボールの搭載などの
作業を効率よく行うことができる。
【0023】なお本実施の形態では、半導体基板として
ウェハを例にとって説明したが、ウェハに対して突出電
極形成用のパッドが形成された配線層を追加加工した半
導体基板の場合にも本発明を適用できる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、ウェハを下方から保持
部により吸着支持して搬送し、導電性ボールの搭載位置
において支持手段により保持部を支持した状態で導電性
ボールを搭載するようにしたので、ウェハにダメージを
与えることなく効率よく導電性ボールの搭載を行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装
置の平面図
【図2】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装
置のボール搭載部の側面図
【図3】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装
置のフラックス供給部の側面図
【図4】(a)本発明の一実施の形態の導電性ボールの
搭載方法の工程説明図 (b)本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載方法
の工程説明図 (c)本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載方法
の工程説明図 (d)本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載方法
の工程説明図
【符号の説明】
2 ボール搭載部 4 フラックス供給部 5 ロボット 5a アーム 5b 保持部 6 ウェハ 6a 半導体素子 16 支持テーブル 23 マスクプレート 26 スキージ 27 フラックス 29 支持テーブル

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1枚の半導体基板に複数個作り込まれた電
    子部品に導電性ボールを搭載する導電性ボールの搭載装
    置であって、前記半導体基板を下方から保持部により吸
    着保持して搬送する搬送手段と、半導体基板に導電性ボ
    ールを搭載するボール搭載手段とを備えたことを特徴と
    する導電性ボールの搭載装置。
  2. 【請求項2】前記ボール搭載手段による導電性ボールの
    搭載位置において、半導体基板を保持した前記保持部を
    支持する支持手段を備えたことを特徴とする請求項1記
    載の導電性ボールの搭載装置。
  3. 【請求項3】導電性ボールの搭載に先立って、前記半導
    体基板上に接合材料を供給する接合材料供給手段を備え
    たことを特徴とする請求項1または2記載の導電性ボー
    ルの搭載装置。
  4. 【請求項4】1枚の半導体基板に複数個作り込まれた電
    子部品に導電性ボールを搭載する導電性ボールの搭載方
    法であって、前記半導体基板を搬送手段の保持部により
    下方から吸着保持して搬送し、この半導体基板を前記保
    持部により保持した状態で導電性ボールの搭載を行うこ
    とを特徴とする導電性ボールの搭載方法。
  5. 【請求項5】前記導電性ボールの搭載位置において、前
    記保持部を支持手段により支持した状態で導電性ボール
    の搭載を行うことを特徴とする請求項4記載の導電性ボ
    ールの搭載方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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