JP2000294591A - バンプ形成装置、半導体製造装置、及びバンプ形成方法 - Google Patents

バンプ形成装置、半導体製造装置、及びバンプ形成方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出不良の回避、吐出の高速化、吐出量のば
らつきの回避、及び吐出の安定化を適切に実現し得るバ
ンプ形成装置及びバンプ形成方法を得る。 【解決手段】 バンプ形成装置は、溶融半田１を貯蔵す
る第１のタンク３と、溶融半田１の流入口５を有するキ
ャビティ６と、キャビティ６の下部に配置されたノズル
８と、ダイアフラム９及び圧電素子１０によって構成さ
れた加圧素子と、第１のタンク３、配管４、及びキャビ
ティ６を加熱する第１のヒータ１１とを備えている。ま
たバンプ形成装置は、固体状の半田１２を貯蔵する第２
のタンク１４と、第２の開口部１３の周囲に設けられた
第２のヒータ１５と、第１のタンク３内における溶融半
田１の液面高さを検出する液面検出器１６と、液面検出
器１６からの検出信号に基づいて第２のヒータ１５の駆
動を制御する液面制御部１７とを有する静圧制御部を備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、基板のランド上
やチップのパッド上にバンプを形成するためのバンプ形
成装置及びバンプ形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１５は、従来のバンプ形成装置の構成
を模式的に示す断面図である（特開平３−６００３６号
公報参照）。インクジェットプリンタ１２１はヘッド１
２３を有しており、ヘッド１２３内には、ペースト室１
２４と空気室１２５とが設けられている。ペースト室１
２４には複数の内側ノズル１２６が設けられており、空
気室１２５には、内側ノズル１２５に対向する箇所に、
外側ノズル１２７がそれぞれ設けられている。ペースト
室１２４の下面上には、内側ノズル１２６が設けられて
いる付近に、複数の制御電極１２８が設けられている。
また、空気室１２５の下面上には、外側ノズル１２７が
設けられている付近に、複数の共通電極１２９が設けら
れている。
【０００３】以下、図１５に示したインクジェットプリ
ンタ１２１を用いてバンプを形成する方法について説明
する。まず、半導体素子１３０をヘッド１２３に対向さ
せて配置する。具体的には、半導体素子１３０には複数
の電極パッド１３１が形成されており、複数の電極パッ
ド１３１のそれぞれが複数の外側ノズル１２７のそれぞ
れに対向するように、半導体素子１３０を位置決めして
配置する。
【０００４】次に、外部から空気室１２５内に矢印Ｘの
如く圧縮空気を供給する。圧縮空気の空気圧は、例えば
０．５ｋｇ／ｃｍ2〜数ｋｇ／ｃｍ2程度に設定する。こ
のとき、導体ペースト１２２はペースト室１２４内に保
持されている。導体ペースト１２２は、金属粉末、バイ
ンダー、及び粘着材から成る。金属粉末は形成すべきバ
ンプ１３２及び電極パッド１３１の材質等を考慮して決
定し、例えば半田、錫、又は鉛等の粉末を用いる。バイ
ンダーは溶剤として用いるものであり、揮発性を有する
メチルアルコール、イソプロピルアルコール、又はメチ
ルエチルケトンを用いる。また、粘着材にはフラックス
作用を有するものを用いる。空気室１２５内に供給され
た圧縮空気は、空気流Ｙとなって外側ノズル１２７から
外部に流出している。
【０００５】次に、制御電極１２８と共通電極１２９と
の間に、マイナス数１００Ｖ程度の電圧を印加する。こ
の電圧印加によって発生する静電力により、一定量の導
体ペースト１２２が、ペースト室１２４から内側ノズル
１２６、空気室１２５、及び外側ノズル１２７をこの順
に経て外部に引き出される。このとき、空気流Ｙは、導
体ペースト１２２を外側ノズル１２７に導き、導体ペー
スト１２２を速やかに外部に引き出す役割を果たしてい
る。
【０００６】外側ノズル１２７から外部に吐出した導体
ペースト１２２は、例えば直径１０μｍ〜数１０μｍ程
度の細い糸状となって飛び、半導体素子１３０の電極パ
ッド１３１上に付着する。図１５には、吐出され始めた
導体ペースト１２２ａ、吐出された導体ペースト１２２
ｂ、及び電極パッド１３１上に付着し始めた導体ペース
ト１２２ｃが順次示され、最終的には電極パッド１３１
上にバンプ１３２が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のバンプ
形成装置は、インクジェットプリンタ１２１を用いて、
単にインクの代わりに導体ペースト１２２を用いるとい
う構成になっているため、以下のような問題がある。
【０００８】まず、導体ペースト１２２には半田等の金
属粉末及び粘着材が含まれているため、導体ペースト１
２２が内側ノズル１２６や外側ノズル１２７につまっ
て、導体ペースト１２２の吐出不良が生じやすいという
問題がある。
【０００９】また、導体ペースト１２２には粘着材が含
まれているため粘度が高く、加えて内側ノズル１２６に
は空気室１２５から０．５ｋｇ／ｃｍ2〜数ｋｇ／ｃｍ2
程度の圧力がかかっている。このため、内側ノズル１２
６から導体ペースト１２２が一旦吐出された後、再度内
側ノズル１２６内に導体ペースト１２２が充填されるま
でには長時間を要する。従って、吐出の高速化が困難で
あるという問題があるとともに、内側ノズル１２６内に
導体ペースト１２２が完全に充填されていない状態で導
体ペースト１２２を吐出すると、吐出量にばらつきが生
じるという問題もある。
【００１０】さらに、内側ノズル１２６には空気室１２
５から圧力がかかっているため、内側ノズル１２６から
導体ペースト１２２を吐出した際に、空気室１２５内の
空気が内側ノズル１２６を介してペースト室１２４内に
入り込んで気泡が生じ、この気泡が原因で導体ペースト
１２２の吐出が不安定になるという問題がある。
【００１１】本発明はこれらの問題を解決するために成
されたものであり、吐出不良の回避、吐出の高速化、吐
出量のばらつきの回避、及び吐出の安定化を適切に実現
し得るバンプ形成装置及びバンプ形成方法を得ることを
目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１
に記載のバンプ形成装置は、溶融半田を貯蔵し、溶融半
田の流出口を有する第１のタンクと、流出口に繋がれた
一端を有する配管と、第１のタンクよりも下方に配置さ
れ、配管の他端に繋がれた溶融半田の流入口を有するキ
ャビティと、キャビティの下部に配置され、底面に第１
の開口部を有するノズルと、第１の開口部から溶融半田
を滴下するために、キャビティ内の溶融半田を第１の開
口部方向に適宜加圧する加圧素子と、第１のタンク及び
キャビティを加熱する第１のヒータと、ノズルに加わる
溶融半田の静圧を一定値に保つための静圧制御部とを備
えるものである。
【００１３】また、この発明のうち請求項２に記載のバ
ンプ形成装置は、請求項１に記載のバンプ形成装置であ
って、加圧素子は、キャビティの上部に配置されたダイ
アフラムと、ダイアフラムの上面に固定された圧電素子
とを有し、ダイアフラムは、キャビティ内の溶融半田
を、第１の開口部方向、及び第１の開口部方向とは反対
の方向へ加圧可能であることを特徴とするものである。
【００１４】また、この発明のうち請求項３に記載のバ
ンプ形成装置は、請求項１に記載のバンプ形成装置であ
って、静圧制御部は、固体状の半田を貯蔵し、底面に第
２の開口部を有する、第１のタンクよりも上方に配置さ
れた第２のタンクと、第２の開口部の周囲に設けられた
第２のヒータと、第１のタンク内における溶融半田の液
面高さを検出する液面検出器と、液面検出器からの検出
信号に基づいて第２のヒータの駆動を制御する制御部と
を有するものである。
【００１５】また、この発明のうち請求項４に記載のバ
ンプ形成装置は、請求項３に記載のバンプ形成装置であ
って、第２のタンク内に不活性ガスを導入する不活性ガ
ス導入部と、第２のタンクから不活性ガスを排気する不
活性ガス排気部とをさらに備えるものである。
【００１６】また、この発明のうち請求項５に記載のバ
ンプ形成装置は、請求項３に記載のバンプ形成装置であ
って、第１のタンク内に不活性ガスを導入する不活性ガ
ス導入部と、第１のタンクから不活性ガスを排気する不
活性ガス排気部とをさらに備えるものである。
【００１７】また、この発明のうち請求項６に記載のバ
ンプ形成装置は、請求項１に記載のバンプ形成装置であ
って、静圧制御部は、第１のタンク内に不活性ガスを導
入する不活性ガス導入部と、不活性ガス導入部から第１
のタンク内に流れ込む不活性ガスの量を制御する第１の
ガス流量制御部と、第１のタンク内のガスを第１のタン
クの外部に排気するガス排気部と、第１のタンクからガ
ス排気部を通って流れ出すガスの量を制御する第２のガ
ス流量制御部と、第１のタンク内における溶融半田の液
面高さを検出する液面検出器と、液面検出器からの検出
信号に基づいて第１及び第２のガス流量制御部の少なく
とも一方の駆動を制御するガス圧制御部とを有するもの
である。
【００１８】また、この発明のうち請求項７に記載のバ
ンプ形成装置は、請求項６に記載のバンプ形成装置であ
って、第１のタンク内における溶融半田の液面高さが予
め設定された高さよりも低くなった場合に半田切れを表
示する半田切れ表示部をさらに備えるものである。
【００１９】また、この発明のうち請求項８に記載のバ
ンプ形成装置は、請求項６に記載のバンプ形成装置であ
って、第１の開口部を塞ぐ、着脱自在なノズル蓋と、ノ
ズル蓋を駆動する駆動部とをさらに備えるものである。
【００２０】また、この発明のうち請求項９に記載のバ
ンプ形成装置は、請求項１〜８のいずれか一つに記載の
バンプ形成装置であって、配管に設けられ、溶融半田内
に含まれる不純物を除去するためのフィルタをさらに備
えるものである。
【００２１】また、この発明のうち請求項１０に記載の
バンプ形成装置は、請求項１〜８のいずれか一つに記載
のバンプ形成装置であって、第１の開口部の周囲に設け
られ、底面が開口したカバーと、カバー内に不活性ガス
を導入する不活性ガス導入口とをさらに備えるものであ
る。
【００２２】また、この発明のうち請求項１１に記載の
バンプ形成装置は、請求項１〜８のいずれか一つに記載
のバンプ形成装置であって、第１の開口部からの溶融半
田の滴下の有無を検出するセンサをさらに備えるもので
ある。
【００２３】また、この発明のうち請求項１２に記載の
バンプ形成装置は、請求項１〜８のいずれか一つに記載
のバンプ形成装置であって、第１の開口部とバンプの形
成対象との間の溶融半田の滴下経路中において、バンプ
の形成箇所付近に配置された、上面及び底面が開口した
カバーと、カバー内に還元ガスを導入する還元ガス導入
口と、バンプを局所的に加熱する加熱器具とをさらに備
えるものである。
【００２４】また、この発明のうち請求項１３に記載の
バンプ形成装置は、請求項１〜８のいずれか一つに記載
のバンプ形成装置であって、第１の開口部を塞ぐ、着脱
自在なノズルキャップと、ノズルキャップ内に不活性ガ
スを導入する不活性ガス導入管と、ノズルキャップを駆
動する駆動部とをさらに備えるものである。
【００２５】また、この発明のうち請求項１４に記載の
バンプ形成装置は、請求項１〜８のいずれか一つに記載
のバンプ形成装置であって、第１のヒータは、第１のタ
ンクを加熱する第３のヒータと、キャビティを加熱する
第４のヒータとを個別に有するものである。
【００２６】また、この発明のうち請求項１５に記載の
バンプ形成装置は、請求項１〜８のいずれか一つに記載
のバンプ形成装置であって、第１の開口部に着脱自在で
あり、第１の開口部から溶融半田を吸引するための吸引
器具と、吸引器具を駆動する駆動部とをさらに備えるも
のである。
【００２７】また、この発明のうち請求項１６に記載の
バンプ形成装置は、請求項１〜８のいずれか一つに記載
のバンプ形成装置であって、第１の開口部周辺のノズル
の底面上に付着した半田残さを払拭除去するための半田
残さ除去器具と、半田残さ除去器具を駆動する駆動部と
をさらに備えるものである。
【００２８】また、この発明のうち請求項１７に記載の
バンプ形成装置は、請求項１〜８のいずれか一つに記載
のバンプ形成装置であって、第１の開口部周辺のノズル
の底面は、半田をはじく材料でコーティングされている
ことを特徴とするものである。
【００２９】また、この発明のうち請求項１８に記載の
バンプ形成装置は、請求項１〜８のいずれか一つに記載
のバンプ形成装置であって、少なくとも第１のタンク及
びキャビティの内面は、半田になじむ材料でコーティン
グされていることを特徴とするものである。
【００３０】また、この発明のうち請求項１９に記載の
バンプ形成装置は、請求項１〜８のいずれか一つに記載
のバンプ形成装置であって、第１のタンク内に設けられ
た格子構造をさらに備えるものである。
【００３１】また、この発明のうち請求項２０に記載の
バンプ形成装置は、溶融半田を蓄積するキャビティと、
キャビティの下部に配置され、底面に第１の開口部を有
するノズルと、第１の開口部から溶融半田を滴下するた
めに、キャビティ内の溶融半田を第１の開口部方向に適
宜加圧する加圧素子とを備え、加圧素子は、キャビティ
の上部に配置されたダイアフラムと、ダイアフラムの上
面に固定された圧電素子とを有し、ダイアフラムは、キ
ャビティ内の溶融半田を、第１の開口部方向、及び第１
の開口部方向とは反対の方向へ加圧可能であることを特
徴とするものである。
【００３２】また、この発明のうち請求項２１に記載の
半導体製造装置は、請求項１〜２０のいずれか一つに記
載のバンプ形成装置を備えるものである。
【００３３】また、この発明のうち請求項２２に記載の
バンプ形成方法は、（ａ）容器内に固体状の半田を投入
する工程と、（ｂ）容器内を真空状態にする工程と、
（ｃ）容器を加熱することにより、固体状の半田を溶融
して溶融半田にする工程と、（ｄ）溶融半田内に混入し
た気泡が除去された後、容器内の真空状態を解く工程
と、（ｅ）バンプ形成対象に対して溶融半田を吐出する
工程とを備えるものである。
【００３４】また、この発明のうち請求項２３に記載の
バンプ形成方法は、キャビティ内に蓄積された溶融半田
をキャビティの上部に配置された加圧素子によって加圧
することにより、キャビティの下部に配置されたノズル
から溶融半田をバンプ形成対象上に吐出するバンプ形成
方法であって、（ａ）キャビティ内の溶融半田を、加圧
素子によってノズル方向へ加圧する工程と、（ｂ）キャ
ビティ内の溶融半田を、加圧素子によってノズル方向と
は反対の方向へ加圧する工程とを備えるものである。
【００３５】また、この発明のうち請求項２４に記載の
バンプ形成方法は、蓄積された溶融半田をノズルから吐
出することによって、バンプ形成対象上にバンプを形成
するバンプ形成方法であって、（ａ）ノズルから溶融半
田をダミー吐出する工程と、（ｂ）工程（ａ）の後、バ
ンプ形成対象に対して溶融半田を吐出する工程とを備え
るものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明の
実施の形態１に係るバンプ形成装置の構成を模式的に示
す断面図である。図１に示すバンプ形成装置は、バンプ
材としての半田が溶融した溶融半田１を貯蔵し、底面に
溶融半田１の流出口２を有する第１のタンク３と、流出
口２に繋がれた一端を有する配管４と、第１のタンク３
よりも下方に配置され、配管４の他端に繋がれた溶融半
田１の流入口５を有するキャビティ６と、キャビティ６
の下部に配置され、底面に第１の開口部７を有するノズ
ル８と、キャビティ６の上部に配置されたダイアフラム
９及びダイアフラム９の上面に固定された圧電素子１０
によって構成され、外部からの電圧印加によってキャビ
ティ６内の溶融半田１を第１の開口部７の方向に適宜加
圧することにより、第１の開口部７から溶融半田１を滴
下する加圧素子と、第１のタンク３、配管４、及びキャ
ビティ６を加熱する第１のヒータ１１とを備えている。
【００３７】また、図１に示すバンプ形成装置は、固体
状の半田１２を貯蔵し、底面に第２の開口部１３を有す
る、第１のタンク３よりも上方に配置された第２のタン
ク１４と、第２の開口部１３の周囲に設けられ、第２の
開口部１３付近の半田１２を加熱・溶融して溶融半田と
して第１のタンク３内に滴下するための第２のヒータ１
５と、第１のタンク３内における溶融半田１の液面高さ
を検出する液面検出器１６と、液面検出器１６からの検
出信号に基づいて第２のヒータ１５の駆動（温度上昇／
下降）を制御する液面制御部１７とを有する静圧制御部
を備えている。
【００３８】さらに、図１に示すバンプ形成装置は、第
２のタンク１４内に窒素等の不活性ガスを導入するため
の不活性ガス導入管１８と、第２のタンク１４から不活
性ガスを排気するための不活性ガス排気管１９とを備え
ている。
【００３９】さらに、図１に示すバンプ形成装置は、第
１のタンク３内に不活性ガスを導入するための不活性ガ
ス導入管２０と、第１のタンク３から不活性ガスを排気
するための不活性ガス排気管２１とを備えている。
【００４０】さらに、図１に示すバンプ形成装置は、配
管４に設けられ、溶融半田１内に含まれるＦｅ等の不純
物を除去するための、セラミック製あるいはＳｕＳ製の
メッシュ状のフィルタ２２を備えている。
【００４１】さらに、図１に示すバンプ形成装置は、第
１の開口部７の周囲に設けられ、底面が開口した雰囲気
カバー２３と、雰囲気カバー２３内に不活性ガスを導入
するための不活性ガス導入管２４とを備えている。
【００４２】さらに、図１に示すバンプ形成装置は、第
１の開口部７からの溶融半田１の滴下の有無を検出する
センサ２５を備えている。第１の開口部７からの溶融半
田１の吐出速度が１ｍ／ｓ〜５ｍ／ｓと高速であるた
め、センサ２５からの出力信号を一定時間ホールドする
ホールド回路（図示しない）を設け、該ホールド回路か
ら出力されるホールド信号によって、第１の開口部７か
らの溶融半田１の滴下の有無を検出するのが望ましい。
【００４３】さらに、図１に示すバンプ形成装置は、第
１の開口部７とバンプ２９の形成対象たるチップ２６と
の間の溶融半田１の滴下経路中において、バンプ２９の
形成箇所付近に配置された、上面及び底面が開口した還
元雰囲気カバー２７と、還元雰囲気カバー２７内に還元
ガスを導入するための還元ガス導入管２８と、バンプ２
９を加熱する加熱トーチ３０とを備えている。ここで、
チップ２６は、チップ２６を半田溶融点以下の一定温度
に加熱するためのヒートステージ３１上に載置されてい
る。
【００４４】以下、図１に示すバンプ形成装置を用いた
バンプ形成方法について説明する。まず、固体状の半田
１２を第２のタンク１４内に投入する。次に、第２のヒ
ータ１５によって第２の開口部１３付近の半田１２を加
熱・溶融し、溶融半田１として第１のタンク３内に滴下
する。ここで、第２のタンク１４からの溶融半田１の滴
下は、第１のタンク３内に蓄積される溶融半田１の液面
高さが所定の位置になるまで行われる。具体的には、液
面検出器１６が溶融半田１との接触を検出するまで行わ
れる。
【００４５】第１のタンク３内に蓄積された溶融半田１
は、自重により、流出口２から配管４、フィルタ２２、
及び流入口５を通ってキャビティ６内に流れ込み、キャ
ビティ６内を充満する。このとき、第１のヒータ１１に
よって、第１のタンク３、配管４、及びキャビティ６を
それぞれ昇温する。また、予め、不活性ガス導入管２０
から第１のタンク３内に不活性ガスを導入、不活性ガス
排気管２１から不活性ガスを排気するとともに、不活性
ガス導入管１８から第２のタンク１４内に不活性ガスを
導入、不活性ガス排気管１９から不活性ガスを排気す
る。また、不活性ガス導入管２４から雰囲気カバー２３
内に不活性ガスを導入する。
【００４６】次に、外部から圧電素子１０に電圧を印加
して圧電素子１０を伸張させることにより、ダイアフラ
ム９を第１の開口部７の方向へ変位させ、この圧力によ
り溶融半田１を第１の開口部７から滴下する。第１の開
口部７から溶融半田１が滴下されると、第１のタンク３
内における溶融半田１の液面高さが低下し、溶融半田１
と液面検出器１６とが互いに接触しなくなる。すると、
液面制御部１７はこれを検知し、第２のヒータ１５を駆
動して、第１のタンク３内に溶融半田１を補充する。こ
れにより、第１のタンク３内における溶融半田１の液面
高さは一定の高さに維持される。
【００４７】第１の開口部７から滴下された溶融半田１
は、雰囲気カバー２３内及び還元雰囲気カバー２７内を
この順に通って、チップ２６上の所定のバンプ形成箇所
（例えば電極等）に到達し、バンプ２９となってチップ
２６上に固着する。
【００４８】固着したバンプ２９は、還元雰囲気カバー
２７内で加熱トーチ３０によって各バンプ毎に局所的に
加熱される。加熱トーチ３０による局所加熱は、バンプ
２９へのレーザ照射あるいは放電等によって行うことが
できる。また、このとき、還元雰囲気カバー２７内に
は、還元ガス導入管２８から還元ガス（例えばＨ2５％
＋Ｎ2９５％）が導入されている。これにより、バンプ
２９の表面酸化が還元される。
【００４９】図２は、第１の開口部７付近における溶融
半田１の状態を示す断面図である。ノズル８に加わる溶
融半田１の静圧は、ノズル８から第１のタンク３内にお
ける溶融半田１の液面までの高さに比例する。上述のよ
うに本実施の形態１に係るバンプ形成装置及びバンプ形
成方法によると、第１のタンク３内における溶融半田１
の液面高さを一定の高さに維持できるため、ノズル８に
加わる溶融半田１の静圧を一定値に保つことができる。
従って、たとえ半田材の粘度が高い場合であっても、図
２に示すようにノズル８からの溶融半田１のたれ寸法Ａ
１を、短時間かつ一定時間で一定の値とすることができ
る。従って、第１の開口部７からの溶融半田１の吐出の
安定化を図ることができる。
【００５０】また、不活性ガス導入管１８から第２のタ
ンク１４内に不活性ガスを導入するため、第２のタンク
１４内において固体状の半田１２が酸化することを防止
することができる。
【００５１】また、不活性ガス導入管２０から第１のタ
ンク３内に不活性ガスを導入するため、第１のタンク３
内において溶融半田１が酸化することを防止することが
できる。
【００５２】また、溶融半田１内に含まれる不純物をフ
ィルタ２２によって除去することができるため、この不
純物が酸化することによってノズル８がつまることを防
止することができる。
【００５３】また、第１の開口部７の周囲に雰囲気カバ
ー２３を設け、不活性ガス導入管２４から雰囲気カバー
２３内に不活性ガスを導入するため、キャビティ６及び
ノズル８内に蓄積された溶融半田１が第１の開口部７か
ら酸化されることを防止することができる。
【００５４】また、第１の開口部７からの溶融半田１の
滴下の有無を吐出センサ２５によって検出するため、吐
出不良の場合に装置の動作を停止することにより、不良
品チップが作製されることを予め防止することができ
る。
【００５５】また、還元雰囲気カバー２７及び加熱トー
チ３０によって、チップ２６上に固着したバンプ２９の
表面酸化を還元できるため、チップ２６とバンプ２９と
の接合を向上することができる。ところで、一般的に半
田バンプを還元するためには、その半田バンプを３００
℃以上に加熱する必要がある。従って、バンプ形成対象
たるチップや基板の耐熱温度が低いと、チップ等を全体
的に加熱した場合に、そのチップ等に不具合が生ずる場
合がある。しかし、本実施の形態１に係るバンプ形成装
置及びバンプ形成方法によると、チップ２６を全体的に
加熱するのではなく、加熱トーチ３０によってバンプ２
９のみを局所的に加熱するため、チップ２６を全体加熱
する場合と比較すると、チップ２６の不具合の発生を抑
制することができる。
【００５６】しかも、従来のバンプ形成装置ではペース
トにフラックスを使用しているため、バンプを形成した
後、このフラックスを洗浄する工程及び装置が必要とな
る。これに対し本実施の形態１に係るバンプ形成装置及
びバンプ形成方法によると、フラックスを使用しないた
め、フラックスの洗浄工程及び洗浄装置が不要となり、
処理工程及び処理装置の簡略化を図ることができる。
【００５７】実施の形態２．図３は、本発明の実施の形
態２に係るバンプ形成装置の構成を模式的に示す断面図
である。但し、図１に示したチップ２６、還元雰囲気カ
バー２７、還元ガス導入管２８、及びヒートステージ３
１の記載は省略している。本実施の形態２に係るバンプ
形成装置は、図１に示した上記実施の形態１に係るバン
プ形成装置を基礎として、第２のタンク１４、第２のヒ
ータ１５、液面検出器１６、及び液面制御部１７を有す
る上記実施の形態１に係る静圧制御部の代わりに、他の
静圧制御部を設けたものである。
【００５８】図３に示すように本実施の形態２に係る静
圧制御部は、第１のタンク３内に不活性ガスを導入する
ための不活性ガス導入管３６と、不活性ガス導入管３６
から第１のタンク３内に流れ込む不活性ガスの量を制御
するための第１のバルブ３７と、第１のタンク３から不
活性ガスを排気するための不活性ガス排気管３８と、第
１のタンク３から不活性ガス排気管３８を通って外部に
流れ出す不活性ガスの量を制御するための第２のバルブ
３９と、第１のタンク３内における溶融半田１の液面高
さを検出する液面高さセンサ４０と、第１のタンク３内
における不活性ガスのガス圧を検出するガス圧センサ４
３と、液面高さセンサ４０及びガス圧センサ４３からの
検出信号に基づいて第１のバルブ３７及び第２のバルブ
３９の少なくとも一方の駆動を制御するガス圧制御部４
４とを有している。
【００５９】液面高さセンサ４０は、センサ取付板４１
によって、第１のタンク３の上面に固定されている。ま
た、液面高さセンサ４０としては周知の光センサを用い
ることができ、液面高さセンサ４０の下方部分における
第１のタンク３の上面には、液面高さセンサ４０が発す
る光を通すためのガラス窓４２が設けられている。
【００６０】以下、図３に示すバンプ形成装置を用いた
バンプ形成方法について説明する。まず、固体状の半田
を第１のタンク３内に投入した後、第１のヒータ１１に
よって固体状の半田を加熱・溶融することにより、第１
のタンク３内に溶融半田１を蓄積する。第１のタンク３
内に蓄積された溶融半田１は上記と同様にキャビティ６
内を充満する。液面高さセンサ４０は、このときの第１
のタンク３内における溶融半田１の液面高さｈ１を検出
し、これをガス圧制御部４４に入力する。ガス圧制御部
４４は、液面高さセンサ４０から入力されたこの液面高
さｈ１を記憶する。
【００６１】次に、不活性ガス導入管３６から第１のタ
ンク３内に不活性ガスを導入する。このとき、第１のバ
ルブ３７によって、不活性ガス導入管３６から第１のタ
ンク３内に流れ込む不活性ガスの量を一定量に制御して
おく。また、第１のタンク３内に導入された不活性ガス
を、不活性ガス排気管３８を通して外部に排気する。ガ
ス圧センサ４３は、このときの第１のタンク３内におけ
る不活性ガスのガス圧Ｐｂ１を検出し、これをガス圧制
御部４４に入力する。ガス圧制御部４４はガス圧センサ
４３から入力されたこのガス圧Ｐｂ１を記憶する。
【００６２】次に、上記実施の形態１と同様に圧電素子
１０によってダイアフラム９を変位させることにより、
溶融半田１を第１の開口部７から滴下する。上記のよう
に、第１の開口部７から溶融半田１が滴下されると、第
１のタンク３内における溶融半田１の液面高さが低下す
る。
【００６３】ところで、ノズル８に加わる溶融半田１の
静圧Ｐと、第１のタンク３内における不活性ガスのガス
圧Ｐｂとの間には、Ｐ＝ｈ×ρ×Ｇ＋Ｐｂの関係が成り
立つ。ここで、ｈはノズル８から第１のタンク３内にお
ける溶融半田１の液面までの高さであり、ρは溶融半田
１の密度であり、Ｇは重力である。この式において、ρ
及びＧは既知であるので、ｈが変化したとき、Ｐｂを調
整することにより、Ｐを一定値に保つことができる。
【００６４】上記のように第１の開口部７からの溶融半
田１の滴下によって第１のタンク３内における溶融半田
１の液面高さが低下するが、液面高さセンサ４０は、第
１のタンク３内における溶融半田１の液面高さｈ２を逐
次検出し、これをガス圧制御部４４に入力する。ガス圧
制御部４４は、入力された液面高さｈ２と予め記憶して
いた液面高さｈ１とに基づいて、溶融半田１の液面高さ
の変化量Δｈを算出する。また、ガス圧制御部４４は、
液面高さの変化量Δｈを参照して、ノズル８に加わる溶
融半田１の静圧Ｐを一定値に保つための不活性ガスのガ
ス圧Ｐｂ２を算出し、予め記憶していたガス圧Ｐｂ１と
の差分値ΔＰｂを算出する。そして、ガス圧制御部４４
は、この差分値ΔＰｂを補充するように、即ち、第１の
タンク３内における不活性ガスのガス圧がＰｂ２になる
ように、第２のバルブ３９を調整する。
【００６５】なお、以上の説明では、不活性ガス導入管
３６から第１のタンク３内に導入される不活性ガスのガ
ス量を一定とし、溶融半田１の液面高さの低下に応じ
て、第１のタンク３から不活性ガス排気管３８を通って
外部に排気される不活性ガスのガス量を逐次減少させる
場合について説明した。しかし、これとは逆に、第１の
タンク３から外部に排気される不活性ガスのガス量を一
定とし、溶融半田１の液面高さの低下に応じて、第１の
タンク３内に導入される不活性ガスのガス量を逐次増加
してもよい。
【００６６】また、第１のタンク３内に蓄積される溶融
半田１の量が当初から少ない場合は、液面高さの低下に
起因する溶融半田１の静圧の変化量も小さくなるため、
上記のような溶融半田１の静圧制御は不要である。
【００６７】このように本実施の形態２に係るバンプ形
成装置及びバンプ形成方法によれば、第１のタンク３内
における溶融半田１の液面高さの低下に応じて、第１の
タンク３内における不活性ガスのガス圧を逐次増加させ
るため、ノズル８に加わる溶融半田１の静圧を一定値に
保つことができる。従って、上記実施の形態１に係るバ
ンプ形成装置及びバンプ形成方法と同様に、第１の開口
部７からの溶融半田１の吐出の安定化を図ることができ
る。
【００６８】実施の形態３．図４は、本発明の実施の形
態３に係るバンプ形成装置の構成を模式的に示す断面図
である。図４に示すように、本実施の形態３に係るバン
プ形成装置は、図３に示した上記実施の形態２に係るバ
ンプ形成装置を基礎として、ガス圧制御部４４に接続さ
れたエラー表示部４５をさらに備えたものである。
【００６９】液面高さセンサ４０による溶融半田１の液
面高さの検出の結果、第１のタンク３内における溶融半
田１の液面高さが予め設定された所定値よりも低くなっ
たとガス圧制御部４４が判断した場合、ガス圧制御部４
４は、半田切れを示す任意の表示をエラー表示部４５に
表示する。
【００７０】このように本実施の形態３に係るバンプ形
成装置によれば、溶融半田１の液面高さが予め設定され
た所定値よりも低くなった場合にエラー表示部４５に半
田切れを表示するため、第１のタンク３内における半田
切れをオペレータに早期に認識させることができる。
【００７１】実施の形態４．上記実施の形態２に係るバ
ンプ形成装置及びバンプ形成方法では、第１のタンク３
内に固体状の半田を投入した後、この固体状の半田を第
１のヒータ１１によって加熱・溶融することにより、第
１のタンク３内に溶融半田１を蓄積した。このとき、固
体状の半田内に気泡が含まれていると、この気泡が半田
溶融の際に溶融半田１内に混入し、第１の開口部７から
の溶融半田１の吐出量及び吐出位置にばらつきを生じさ
せる原因となる場合がある。また、キャビティ６とダイ
アフラム９との接触面に残存する気泡が上記ばらつきを
生じさせる原因となる場合もある。本実施の形態４は、
かかる気泡を予め除去することにより、溶融半田１の吐
出量及び吐出位置の安定を実現し得るバンプ形成装置及
びバンプ形成方法を提案する。
【００７２】図５は、本発明の実施の形態４に係るバン
プ形成装置の構成を模式的に示す断面図である。図５に
示すように、本実施の形態４に係るバンプ形成装置は、
図３に示した上記実施の形態２に係るバンプ形成装置を
基礎として、第１の開口部７を下方から塞ぐ、着脱自在
なノズル蓋３４と、ノズル蓋３４を駆動するためのノズ
ル蓋駆動部３５とをさらに備えたものである。本実施の
形態４に係るバンプ形成装置のその他の構成は、図３に
示した上記実施の形態２に係るバンプ形成装置の構成と
同様である。
【００７３】以下、図５に示すバンプ形成装置を用いた
バンプ形成方法について説明する。まず、固体状の半田
を第１のタンク３内に投入する。また、ノズル蓋駆動部
３５によってノズル蓋３４を駆動し、第１の開口部７を
ノズル蓋３４によって下方から塞ぐ。
【００７４】次に、第１のバルブ３７を「閉」にし、第
２のバルブ３９を「開」にすることにより、第１のタン
ク３内の空気を不活性ガス排気管３８を通して外部に排
気し、第１のタンク３、配管４、及びキャビティ６の内
部を真空状態にする。この状態で、第１のヒータ１１に
よって固体状の半田を加熱・溶融することにより、第１
のタンク３内に溶融半田１を蓄積する。
【００７５】溶融半田１内に混入した気泡が十分に除去
された後（約１５分後）、第１のバルブ３７を「開」に
し、不活性ガス導入管３６から第１のタンク３内に不活
性ガスを導入することにより、第１のタンク３内を大気
圧に戻す。次に、ノズル蓋駆動部３５によってノズル蓋
３４を駆動し、第１の開口部７からノズル蓋３４を取り
外す。その後、上記実施の形態２で述べた、液面高さセ
ンサ４０による溶融半田１の液面高さｈ１の検出動作に
引き続く。
【００７６】このように本実施の形態４に係るバンプ形
成装置及びバンプ形成方法によれば、溶融半田１内に混
入した気泡を予め除去することができるため、この気泡
に起因して第１の開口部７からの溶融半田１の吐出量及
び吐出位置にばらつきが生じることを防止することがで
きる。
【００７７】実施の形態５．図６は、本発明の実施の形
態５に係るバンプ形成装置の構成を部分的に拡大して示
す断面図である。図６に示すように、本実施の形態５に
係るバンプ形成装置は、第１の開口部７を塞ぐ、着脱自
在なノズルキャップ４６と、ノズルキャップ４６内に不
活性ガスを導入するための不活性ガス導入管４７と、ノ
ズルキャップ４６を駆動するためのノズルキャップ駆動
部４８とを備えている。
【００７８】例えばチップ２６の搬送待ち等の装置停止
時において、ノズルキャップ駆動部４８によってノズル
キャップ４６を駆動することにより、第１の開口部７を
ノズルキャップ４６によって下方から塞ぐ。そして、不
活性ガス導入管４７からノズルキャップ４６内に不活性
ガスを導入する。
【００７９】このように本実施の形態５に係るバンプ形
成装置及びバンプ形成方法によれば、装置停止中におい
て、キャビティ６内の溶融半田１が第１の開口部７から
酸化されることを防止することができる。
【００８０】実施の形態６．図７は、本発明の実施の形
態６に係るバンプ形成装置の構成を模式的に示す断面図
である。図７に示すように、本実施の形態６に係るバン
プ形成装置において、第１のヒータ１１は、第１のタン
ク３を加熱するための第３のヒータ１１ａと、キャビテ
ィ６を加熱するための第４のヒータ１１ｂとを個別に有
している。
【００８１】そして、第３のヒータ１１ａによって、第
１のタンク３内の溶融半田１を半田溶融温度程度に昇温
するとともに、第４のヒータ１１ｂによって、キャビテ
ィ６内の溶融半田１を半田溶融温度よりも高い温度まで
昇温する。
【００８２】このように本実施の形態６に係るバンプ形
成装置及びバンプ形成方法によれば、キャビティ６内の
溶融半田１を高い温度まで昇温する。これにより、ノズ
ル８付近の溶融半田１の粘度が下がるため、たとえ溶融
半田１の粘度が高い場合であっても、第１の開口部７か
らの溶融半田１の安定した吐出量を確保することができ
る。しかも、第１のタンク３内における溶融半田１は半
田溶融温度程度に昇温するため、第１のタンク３内にお
ける溶融半田１の酸化の進行を促進することもない。
【００８３】実施の形態７．図８は、本発明の実施の形
態７に係るバンプ形成装置の構成を部分的に拡大して示
す断面図である。図８に示すように、本実施の形態７に
係るバンプ形成装置は、第１の開口部７に着脱自在であ
り、第１の開口部７から溶融半田１を吸引するための吸
引パッド４９と、吸引した溶融半田１を装置外部に排出
するための排出管５０と、吸引パッド４９を駆動するた
めの吸引パッド駆動部５１とを備えている。
【００８４】図８に示すようにノズル８内における溶融
半田１内部に気泡５２が混入し、第１の開口部７からの
溶融半田１の吐出が不安定となった場合や、あるいは、
長時間の装置停止によりノズル８内における溶融半田１
が第１の開口部７から酸化した場合は、吸引パッド駆動
部５１によって吸引パッド４９を駆動して、吸引パッド
４９を第１の開口部７に押し当てる。そして、ノズル８
内における溶融半田１を吸引し、吸引した溶融半田１を
排出管５０によって装置外部に排出する。
【００８５】このように本実施の形態７に係るバンプ形
成装置及びバンプ形成方法によれば、気泡５２が混入し
たり第１の開口部７から酸化した溶融半田１を、吸引パ
ッド４９によって吸引除去することができる。従って、
第１の開口部７からの溶融半田１の吐出の安定を確保す
ることができる。
【００８６】実施の形態８．図９は、本発明の実施の形
態８に係るバンプ形成装置の構成を部分的に拡大して示
す断面図である。図９に示すように、本実施の形態８に
係るバンプ形成装置は、第１の開口部７に着脱自在であ
り、第１の開口部７周囲の半田残さ５３を除去するため
の半田残さ除去器具５４と、半田残さ除去器具５４を駆
動するための駆動部５５とを備えている。半田残さ除去
器具５４としては、例えば耐熱ゴム等を使用することが
できる。
【００８７】図９に示すように、ノズル８の表面に半田
残さ５３が付着した状態で第１の開口部７から溶融半田
１を吐出すると、この半田残さ５３の影響によって、溶
融半田１の吐出方向は矢印Ｉ方向に曲げられる。その結
果、チップ２６上において、溶融半田１の吐出位置の精
度が低くなる。
【００８８】そこで、駆動部５５によって半田残さ除去
器具５４を矢印Ｇ方向に駆動して半田残さ除去器具５４
をノズル８に押し当てた後、この状態で半田残さ除去器
具５４を矢印Ｈ方向に駆動することにより、半田残さ５
３を払拭除去する。
【００８９】半田残さ除去器具５４による半田残さ５３
の除去動作は、溶融半田１の吐出位置の精度が低下した
場合や、装置停止後に動作を再開する場合に実行する。
あるいは、装置の連続運転中に定期的に実行してもよ
い。
【００９０】このように本実施の形態８に係るバンプ形
成装置及びバンプ形成方法によれば、ノズル８の表面に
付着した半田残さ５３を除去することができるため、溶
融半田１の吐出位置を安定させることができる。
【００９１】実施の形態９．図１０は、本発明の実施の
形態９に係るバンプ形成装置の構成を部分的に拡大して
示す断面図である。図１０に示すように、本実施の形態
９に係るバンプ形成装置においては、ノズル８の表面が
コーティング材５６によってコーティングされている。
コーティング材５６の材質としては、半田をはじく材
料、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、パラフル
オロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、セラミック、チ
タン等の材料を使用する。
【００９２】このように本実施の形態９に係るバンプ形
成装置によれば、半田をはじく材料によってノズル８の
表面をコーティングした。従って、半田残さがノズル８
の表面に付着しにくいため、溶融半田１の吐出位置を安
定させることができる。
【００９３】実施の形態１０．上記各実施の形態に係る
バンプ形成装置において、溶融半田１が接触する面、例
えば、第１のタンク３の内面、配管４の内面、キャビテ
ィ６の内面等を、半田になじむ材料でコーティングす
る。コーティングは、半田、ニッケル、金等の材質を、
メッキ処理あるいは蒸着等することによって行う。
【００９４】このように本実施の形態１０に係るバンプ
形成装置によれば、溶融半田１が接触する面を半田にな
じむ材料でコーティングすることにより、溶融半田１内
で気泡が発生しにくくなるため、吐出の安定化を図るこ
とができる。
【００９５】実施の形態１１．図１１，１２は、本発明
の実施の形態１１に係るバンプ形成装置における、第１
のタンク３の構成を示す斜視図及び上面図である。図１
１，１２に示すように、第１のタンク３内に格子構造５
７を設けた。
【００９６】チップ２６にはバンプ形成対象たる電極が
実際には複数形成されており、その全ての電極にバンプ
２９を形成するためには、図示しないＸＹテーブル等に
よってバンプ形成装置を順番に移動する必要がある。こ
のとき、第１のタンク３内において溶融半田１が上下に
揺れると、ノズル８に加わる溶融半田１の静圧が変化
し、その結果、第１の開口部７からの溶融半田１の吐出
も不安定となる。
【００９７】しかし、本実施の形態１１に係るバンプ形
成装置によれば、第１のタンク３内に格子構造５７を設
けたため、第１のタンク３内における溶融半田１の揺れ
を抑制することができ、吐出の安定化を図ることができ
る。
【００９８】実施の形態１２．本実施の形態１２では、
溶融半田１の粘度が高い場合であっても、第１の開口部
７から吐出される溶融半田１の吐出量を安定して確保し
得るバンプ形成方法を提案する。
【００９９】図１３，１４は、本発明の実施の形態１２
に係るバンプ形成方法を説明するための模式図である。
外部から圧電素子１０に電圧が印加されていない状態は
図２に示されている。この状態から圧電素子１０に例え
ば正の電圧を印加することにより圧電素子１０を伸張さ
せ、ダイアフラム９を矢印Ｘ方向に押し下げる。これに
より、ダイアフラム９から溶融半田１に圧力が加わり、
溶融半田１は第１の開口部７から滴下される寸前の状態
となる（図１３）。
【０１００】次に、外部から圧電素子１０に例えば負の
電圧を印加することにより圧電素子１０を収縮させ、ダ
イアフラム９を矢印Ｙ方向に引っ張り上げる。これによ
り、第１の開口部７付近における溶融半田１の切れがよ
くなって、第１の開口部７から溶融半田１が滴下され
る。
【０１０１】このように本実施の形態１２に係るバンプ
形成方法によれば、ダイアフラム９を一旦矢印Ｘ方向に
押し下げた後、矢印Ｙ方向に引っ張り上げる。これによ
り、たとえ溶融半田１の粘度が高い場合であっても、第
１の開口部７付近における溶融半田１の切れがよくな
り、第１の開口部７から吐出される溶融半田１の吐出量
を安定して確保することができる。
【０１０２】実施の形態１３．装置の停止時間が長い
と、第１の開口部７からの溶融半田１の酸化の度合いが
顕著になり、装置の動作再開後の最初の溶融半田１の吐
出が不安定となる場合がある。そこで、装置の動作再開
後にダミー吐出を１回（あるいは必要に応じて複数回）
行い、その後、チップ２６への吐出を開始する。また、
装置の動作再開後に限らず、第１の開口部７からの溶融
半田１の酸化の度合いが顕著であると判断された場合に
は、同様のダミー吐出を行ってもよい。
【０１０３】このように本実施の形態１３に係るバンプ
形成方法によれば、装置の動作再開後等にダミー吐出を
行うことにより、チップ２６への吐出の安定化を図るこ
とができる。
【０１０４】
【発明の効果】この発明のうち請求項１に係るものによ
れば、ノズルに加わる溶融半田の静圧が一定値に保たれ
るため、第１の開口部からの溶融半田の吐出を安定させ
ることができる。
【０１０５】また、この発明のうち請求項２に係るもの
によれば、第１の開口部から吐出される溶融半田の切れ
がよくなるため、たとえ溶融半田の粘度が高い場合であ
っても、第１の開口部から吐出される溶融半田の吐出量
を安定して確保することができる。
【０１０６】また、この発明のうち請求項３に係るもの
によれば、第１のタンク内における溶融半田の液面高さ
を一定に保つことにより、ノズルに加わる溶融半田の静
圧を一定値に保つことができる。
【０１０７】また、この発明のうち請求項４に係るもの
によれば、第２のタンク内において固体状の半田が酸化
することを防止することができる。
【０１０８】また、この発明のうち請求項５に係るもの
によれば、第１のタンク内において溶融半田が酸化する
ことを防止することができる。
【０１０９】また、この発明のうち請求項６に係るもの
によれば、第１のタンク内における溶融半田の液面高さ
の低下に応じて、第１のタンク内における不活性ガスの
ガス圧を逐次増加させることにより、ノズルに加わる溶
融半田の静圧を一定値に保つことができる。
【０１１０】また、この発明のうち請求項７に係るもの
によれば、オペレータに対して、半田切れを早期に認識
させることができる。
【０１１１】また、この発明のうち請求項８に係るもの
によれば、第１のタンク内に固体状の半田を投入する工
程と、ノズル蓋によって第１の開口部を塞ぎ、第１のガ
ス流量制御部を「閉」にし、第２のガス流量制御部を
「開」にすることにより、第１のタンク及びキャビティ
内を真空状態にする工程と、第１のヒータによって固体
状の半田を加熱・溶融する工程と、溶融半田内に混入し
た気泡が除去された後、ノズル蓋を取り外し、第１のガ
ス流量制御部を「開」にする工程とを実行することによ
り、溶融半田内に混入した気泡を除去することができ
る。従って、第１の開口部からの溶融半田の吐出量及び
吐出位置の安定化を図ることができる。
【０１１２】また、この発明のうち請求項９に係るもの
によれば、溶融半田内に含まれる不純物をフィルタによ
って除去することができ、不純物が酸化することによっ
てノズルがつまることを防止することができる。
【０１１３】また、この発明のうち請求項１０に係るも
のによれば、ノズル内に蓄積された溶融半田が第１の開
口部から酸化されることを防止することができる。
【０１１４】また、この発明のうち請求項１１に係るも
のによれば、吐出不良の場合に装置の動作を停止するこ
とにより、不良品チップが作製されることを予め防止す
ることができる。
【０１１５】また、この発明のうち請求項１２に係るも
のによれば、バンプの表面酸化を還元できるため、バン
プ形成対象とバンプとの接合を向上することができる。
しかも、加熱器具はバンプ形成対象を全体的に加熱する
のではなく、バンプのみを局所的に加熱するため、バン
プ形成対象を全体的に加熱する場合と比較すると、バン
プ形成対象の不具合の発生を抑制することができる。
【０１１６】また、この発明のうち請求項１３に係るも
のによれば、装置停止中に第１の開口部をノズルキャッ
プで塞ぎ、ノズルキャップ内に不活性ガスを導入してお
くことにより、ノズル内の溶融半田が第１の開口部から
酸化されることを防止することができる。
【０１１７】また、この発明のうち請求項１４に係るも
のによれば、第４のヒータによってキャビティを半田溶
融温度よりも高い温度に加熱することにより、ノズル付
近の溶融半田の粘度を下げることができ、たとえ溶融半
田の粘度が高い場合であっても、第１の開口部からの溶
融半田の安定した吐出量を確保することができる。しか
も、第３のヒータによって第１のタンクを半田溶融温度
程度に加熱することにより、第１のタンク内における溶
融半田の酸化の進行を促進することもない。
【０１１８】また、この発明のうち請求項１５に係るも
のによれば、気泡が混入したり第１の開口部から酸化し
た溶融半田を、吸引器具によって吸引除去することがで
きる。従って、第１の開口部からの溶融半田の吐出の安
定化を図ることができる。
【０１１９】また、この発明のうち請求項１６に係るも
のによれば、ノズルの底面上に付着した半田残さを半田
残さ除去器具によって払拭除去することにより、溶融半
田の吐出位置を安定させることができる。
【０１２０】また、この発明のうち請求項１７に係るも
のによれば、半田残さがノズルの底面上に付着しにくい
ため、溶融半田の吐出位置を安定させることができる。
【０１２１】また、この発明のうち請求項１８に係るも
のによれば、溶融半田内で気泡が発生しにくくなるた
め、吐出の安定化を図ることができる。
【０１２２】また、この発明のうち請求項１９に係るも
のによれば、第１のタンク内に設けられた格子構造によ
って、第１のタンク内における溶融半田の揺れを抑制す
ることができる。従って、ノズルに加わる溶融半田の静
圧を安定させることができ、吐出の安定化を図ることが
できる。
【０１２３】また、この発明のうち請求項２０に係るも
のによれば、第１の開口部から吐出される溶融半田の切
れがよくなるため、たとえ溶融半田の粘度が高い場合で
あっても、第１の開口部から吐出される溶融半田の吐出
量を安定して確保することができる。
【０１２４】また、この発明のうち請求項２１に係るも
のによれば、バンプ形成不良のない半導体装置を製造す
ることができる。
【０１２５】また、この発明のうち請求項２２に係るも
のによれば、固体状の半田を加熱・溶融する際に溶融半
田内に混入した気泡を除去することができるため、この
気泡に起因して溶融半田の吐出量及び吐出位置にばらつ
きが生じることを防止することができる。
【０１２６】また、この発明のうち請求項２３に係るも
のによれば、第１の開口部から吐出される溶融半田の切
れがよくなるため、たとえ溶融半田の粘度が高い場合で
あっても、溶融半田の吐出量を安定して確保することが
できる。
【０１２７】また、この発明のうち請求項２４に係るも
のによれば、蓄積された溶融半田が長時間の装置停止等
によってノズルから酸化された場合であっても、ダミー
吐出を行った後にバンプ形成対象に対して溶融半田の吐
出を行うため、バンプ形成対象への吐出の安定化を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係るバンプ形成装置
の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】 第１の開口部付近における溶融半田の状態を
示す断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態２に係るバンプ形成装置
の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態３に係るバンプ形成装置
の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態４に係るバンプ形成装置
の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態５に係るバンプ形成装置
の構成を部分的に拡大して示す断面図である。
【図７】 本発明の実施の形態６に係るバンプ形成装置
の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】 本発明の実施の形態７に係るバンプ形成装置
の構成を部分的に拡大して示す断面図である。
【図９】 本発明の実施の形態８に係るバンプ形成装置
の構成を部分的に拡大して示す断面図である。
【図１０】 本発明の実施の形態９に係るバンプ形成装
置の構成を部分的に拡大して示す断面図である。
【図１１】 本発明の実施の形態１１に係るバンプ形成
装置における、第１のタンクの構成を示す斜視図であ
る。
【図１２】 本発明の実施の形態１１に係るバンプ形成
装置における、第１のタンクの構成を示す上面図であ
る。
【図１３】 本発明の実施の形態１２に係るバンプ形成
方法を説明するための模式図である。
【図１４】 本発明の実施の形態１２に係るバンプ形成
方法を説明するための模式図である。
【図１５】 従来のバンプ形成装置の構成を模式的に示
す断面図である。
【符号の説明】
１ 溶融半田、２ 流出口、３ 第１のタンク、４ 配
管、５ 流入口、６キャビティ、７ 第１の開口部、８
ノズル、９ ダイアフラム、１０ 圧電素子、１１
第１のヒータ、１２ 半田、１３ 第２の開口部、１４
第２のタンク、１５ 第２のヒータ、１６ 液面検出
器、１７ 液面制御部、１８，２０，２４，３６，４７
不活性ガス導入管、１９，２１，３８ 不活性ガス排
気管、２２ フィルタ、２３ 雰囲気カバー、２５ 吐
出センサ、２６ チップ、２７還元雰囲気カバー、２８
還元ガス導入管、２９ バンプ、３０ 加熱トーチ、
４０ 液面高さセンサ、４３ ガス圧センサ、４４ ガ
ス圧制御部、４５ エラー表示部、３４ ノズル蓋、３
５ ノズル蓋駆動部、４６ ノズルキャップ、４８ ノ
ズルキャップ駆動部、１１ａ 第３のヒータ、１１ｂ
第４のヒータ、４９ 吸引パッド、５０ 排出管、５１
吸引パッド駆動部、５２ 気泡、５３半田残さ、５４
半田残さ除去器具、５５ 駆動部、５６ コーティン
グ材、５７ 格子構造。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 誠 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 福本 宏 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5E319 BB04 CD26

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 溶融半田を貯蔵し、前記溶融半田の流出
    口を有する第１のタンクと、 前記流出口に繋がれた一端を有する配管と、 前記第１のタンクよりも下方に配置され、前記配管の他
    端に繋がれた前記溶融半田の流入口を有するキャビティ
    と、 前記キャビティの下部に配置され、底面に第１の開口部
    を有するノズルと、 前記第１の開口部から前記溶融半田を滴下するために、
    前記キャビティ内の前記溶融半田を前記第１の開口部方
    向に適宜加圧する加圧素子と、 前記第１のタンク及び前記キャビティを加熱する第１の
    ヒータと、 前記ノズルに加わる前記溶融半田の静圧を一定値に保つ
    ための静圧制御部とを備えるバンプ形成装置。
  2. 【請求項２】 前記加圧素子は、 前記キャビティの上部に配置されたダイアフラムと、 前記ダイアフラムの上面に固定された圧電素子とを有
    し、 前記ダイアフラムは、前記キャビティ内の前記溶融半田
    を、前記第１の開口部方向、及び前記第１の開口部方向
    とは反対の方向へ加圧可能であることを特徴とする、請
    求項１に記載のバンプ形成装置。
  3. 【請求項３】 前記静圧制御部は、 固体状の半田を貯蔵し、底面に第２の開口部を有する、
    前記第１のタンクよりも上方に配置された第２のタンク
    と、 前記第２の開口部の周囲に設けられた第２のヒータと、 前記第１のタンク内における前記溶融半田の液面高さを
    検出する液面検出器と、 前記液面検出器からの検出信号に基づいて前記第２のヒ
    ータの駆動を制御する制御部とを有する、請求項１に記
    載のバンプ形成装置。
  4. 【請求項４】 前記第２のタンク内に不活性ガスを導入
    する不活性ガス導入部と、 前記第２のタンクから前記不活性ガスを排気する不活性
    ガス排気部とをさらに備える、請求項３に記載のバンプ
    形成装置。
  5. 【請求項５】 前記第１のタンク内に不活性ガスを導入
    する不活性ガス導入部と、 前記第１のタンクから前記不活性ガスを排気する不活性
    ガス排気部とをさらに備える、請求項３に記載のバンプ
    形成装置。
  6. 【請求項６】 前記静圧制御部は、 前記第１のタンク内に不活性ガスを導入する不活性ガス
    導入部と、 前記不活性ガス導入部から前記第１のタンク内に流れ込
    む前記不活性ガスの量を制御する第１のガス流量制御部
    と、 前記第１のタンク内のガスを前記第１のタンクの外部に
    排気するガス排気部と、 前記第１のタンクから前記ガス排気部を通って流れ出す
    前記ガスの量を制御する第２のガス流量制御部と、 前記第１のタンク内における前記溶融半田の液面高さを
    検出する液面検出器と、 前記液面検出器からの検出信号に基づいて前記第１及び
    第２のガス流量制御部の少なくとも一方の駆動を制御す
    るガス圧制御部とを有する、請求項１に記載のバンプ形
    成装置。
  7. 【請求項７】 前記第１のタンク内における前記溶融半
    田の前記液面高さが予め設定された高さよりも低くなっ
    た場合に半田切れを表示する半田切れ表示部をさらに備
    える、請求項６に記載のバンプ形成装置。
  8. 【請求項８】 前記第１の開口部を塞ぐ、着脱自在なノ
    ズル蓋と、 前記ノズル蓋を駆動する駆動部とをさらに備える、請求
    項６に記載のバンプ形成装置。
  9. 【請求項９】 前記配管に設けられ、前記溶融半田内に
    含まれる不純物を除去するためのフィルタをさらに備え
    る、請求項１〜８のいずれか一つに記載のバンプ形成装
    置。
  10. 【請求項１０】 前記第１の開口部の周囲に設けられ、
    底面が開口したカバーと、 前記カバー内に不活性ガスを導入する不活性ガス導入口
    とをさらに備える、請求項１〜８のいずれか一つに記載
    のバンプ形成装置。
  11. 【請求項１１】 前記第１の開口部からの前記溶融半田
    の滴下の有無を検出するセンサをさらに備える、請求項
    １〜８のいずれか一つに記載のバンプ形成装置。
  12. 【請求項１２】 前記第１の開口部とバンプの形成対象
    との間の前記溶融半田の滴下経路中において、前記バン
    プの形成箇所付近に配置された、上面及び底面が開口し
    たカバーと、 前記カバー内に還元ガスを導入する還元ガス導入口と、 前記バンプを局所的に加熱する加熱器具とをさらに備え
    る、請求項１〜８のいずれか一つに記載のバンプ形成装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記第１の開口部を塞ぐ、着脱自在な
    ノズルキャップと、 前記ノズルキャップ内に不活性ガスを導入する不活性ガ
    ス導入管と、 前記ノズルキャップを駆動する駆動部とをさらに備え
    る、請求項１〜８のいずれか一つに記載のバンプ形成装
    置。
  14. 【請求項１４】 前記第１のヒータは、前記第１のタン
    クを加熱する第３のヒータと、前記キャビティを加熱す
    る第４のヒータとを個別に有する、請求項１〜８のいず
    れか一つに記載のバンプ形成装置。
  15. 【請求項１５】 前記第１の開口部に着脱自在であり、
    前記第１の開口部から前記溶融半田を吸引するための吸
    引器具と、 前記吸引器具を駆動する駆動部とをさらに備える、請求
    項１〜８のいずれか一つに記載のバンプ形成装置。
  16. 【請求項１６】 前記第１の開口部周辺の前記ノズルの
    底面上に付着した半田残さを払拭除去するための半田残
    さ除去器具と、 前記半田残さ除去器具を駆動する駆動部とをさらに備え
    る、請求項１〜８のいずれか一つに記載のバンプ形成装
    置。
  17. 【請求項１７】 前記第１の開口部周辺の前記ノズルの
    底面は、半田をはじく材料でコーティングされているこ
    とを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の
    バンプ形成装置。
  18. 【請求項１８】 少なくとも前記第１のタンク及び前記
    キャビティの内面は、半田になじむ材料でコーティング
    されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか
    一つに記載のバンプ形成装置。
  19. 【請求項１９】 前記第１のタンク内に設けられた格子
    構造をさらに備える、請求項１〜８のいずれか一つに記
    載のバンプ形成装置。
  20. 【請求項２０】 溶融半田を蓄積するキャビティと、 前記キャビティの下部に配置され、底面に第１の開口部
    を有するノズルと、 前記第１の開口部から前記溶融半田を滴下するために、
    前記キャビティ内の前記溶融半田を前記第１の開口部方
    向に適宜加圧する加圧素子とを備え、 前記加圧素子は、 前記キャビティの上部に配置されたダイアフラムと、 前記ダイアフラムの上面に固定された圧電素子とを有
    し、 前記ダイアフラムは、前記キャビティ内の前記溶融半田
    を、前記第１の開口部方向、及び前記第１の開口部方向
    とは反対の方向へ加圧可能であることを特徴とするバン
    プ形成装置。
  21. 【請求項２１】 請求項１〜２０のいずれか一つに記載
    のバンプ形成装置を備える半導体製造装置。
  22. 【請求項２２】 （ａ）容器内に固体状の半田を投入す
    る工程と、 （ｂ）前記容器内を真空状態にする工程と、 （ｃ）前記容器を加熱することにより、前記固体状の半
    田を溶融して溶融半田にする工程と、 （ｄ）前記溶融半田内に混入した気泡が除去された後、
    前記容器内の真空状態を解く工程と、 （ｅ）バンプ形成対象に対して前記溶融半田を吐出する
    工程とを備えるバンプ形成方法。
  23. 【請求項２３】 キャビティ内に蓄積された溶融半田を
    前記キャビティの上部に配置された加圧素子によって加
    圧することにより、前記キャビティの下部に配置された
    ノズルから前記溶融半田をバンプ形成対象上に吐出する
    バンプ形成方法であって、 （ａ）前記キャビティ内の前記溶融半田を、前記加圧素
    子によって前記ノズル方向へ加圧する工程と、 （ｂ）前記キャビティ内の前記溶融半田を、前記加圧素
    子によって前記ノズル方向とは反対の方向へ加圧する工
    程とを備えるバンプ形成方法。
  24. 【請求項２４】 蓄積された溶融半田をノズルから吐出
    することによって、バンプ形成対象上にバンプを形成す
    るバンプ形成方法であって、 （ａ）前記ノズルから前記溶融半田をダミー吐出する工
    程と、 （ｂ）前記工程（ａ）の後、前記バンプ形成対象に対し
    て前記溶融半田を吐出する工程とを備えるバンプ形成方
    法。
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