JP2000340935A - Ball mounting jig and ball mounting method - Google Patents
Ball mounting jig and ball mounting methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ボール搭載治具お
よびボール搭載方法に関し、特に、反りがある基板上に
も位置ずれやボール欠落などのない正確,確実なボール
搭載を行うためのボール搭載治具およびボール搭載方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ball mounting jig and a ball mounting method, and more particularly, to a ball mounting jig for accurately and reliably mounting a ball on a warped substrate without displacement or ball drop. The present invention relates to a jig and a ball mounting method.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、半導体装置の高性能化,高集積
化にともない、半導体装置の入出力端子数が増加する傾
向にあり、その端子数の増加に対応するためパッケージ
の四方向に外部端子リードを配置したQFP(Quad
Flat Package)が使用されてきた。しか
し、四方向に引き出す方法では端子数増加にも限界があ
り、さらなる端子数の増加に対応するため、はんだバン
プをパッケージ裏面全体に配置したBGA(Ball
Grid Array)パッケージが使用されるように
なってきた。2. Description of the Related Art In general, the number of input / output terminals of a semiconductor device tends to increase with higher performance and higher integration of the semiconductor device. QFP (Quad with lead)
Flat Package) has been used. However, there is a limit to the number of terminals in the method of drawing out in four directions, and in order to cope with the further increase in the number of terminals, a BGA (Ball) in which solder bumps are arranged on the entire back surface of the package.
Grid Array) packages have been used.
【0003】上述したBGAをパッケージの裏面や基板
上に形成する方法には、はんだペーストを印刷した後に
加熱溶融を行って形成する方法や球状のはんだボールを
パッケージの裏面や基板のパッド上にあらかじめ塗布し
たフラックス,はんだペースト等の粘着力を利用して搭
載した後に加熱溶融を行い形成する方法等が用いられて
いる。The above-mentioned method of forming the BGA on the back surface of the package or on the substrate is performed by printing a solder paste and then performing heating and melting, or by forming a spherical solder ball on the back surface of the package or on the pad of the substrate in advance. There is used a method of forming by performing heating and melting after mounting using the adhesive force of the applied flux, solder paste, or the like.
【0004】図17は、上述した従来のボール吸着治具
によりボールを搭載する方法を示す断面図である。この
ボール吸着治具は、はんだボールを用いた吸着方式によ
るBGA形成に使用している。ボール吸着部9は、金
属、ガラス等から作られており、ボール搭載を行うパッ
ケージや基板に形成するBGAの配置に合わせて穴があ
けられている。この穴を用いてはんだボールを真空吸引
し、あらかじめフラックスやはんだペーストを塗布した
パッケージや基板5上のパッド6と吸着されたはんだボ
ール4a,4b,4c,4dの位置を合わせてから真空
吸引を停止して、はんだボールをパッド6上にフラック
ス,はんだペースト等の粘着力を用いて搭載する。この
とき、図17に示すように基板5が反っていると、治具
の端部に近いはんだボール4a,4dはパッド6に接触
しないため、パッド6上に載らずに転がって位置ずれを
起こすことがある。仮に、接触しないでパッド6から離
れているはんだボール4a,4dをパッド6に接触させ
るためにボール吸着部9を下降させた場合には、すでに
パッド6と接触していたはんだボール4b,4cに過剰
な力が加わり、はんだボール4b,4cがつぶれたり、
ボール吸着部9のはんだボール吸着用の穴にくい込んで
しまう。そのため、ボール吸着部9を上昇させた後もは
んだボール4b,4cが基板5のパッド6に搭載されず
に、ボール吸着部9側に残ってしまいボール搭載不良が
発生することがある。FIG. 17 is a sectional view showing a method for mounting a ball by the above-mentioned conventional ball suction jig. This ball suction jig is used for forming a BGA by a suction method using solder balls. The ball suction unit 9 is made of metal, glass, or the like, and has holes formed in accordance with the arrangement of a package for mounting a ball and a BGA formed on a substrate. Vacuum suction of the solder balls is performed using the holes, and the positions of the solder balls 4a, 4b, 4c, and 4d adsorbed to the pads 6 on the package or the substrate 5 to which the flux or the solder paste has been applied in advance, and then the vacuum suction is performed. After stopping, the solder ball is mounted on the pad 6 by using an adhesive force such as a flux or a solder paste. At this time, if the substrate 5 is warped as shown in FIG. 17, the solder balls 4a and 4d near the end of the jig do not contact the pad 6, so that the solder balls 4a and 4d roll without being placed on the pad 6 and cause positional displacement. Sometimes. If the solder balls 4a, 4d that are not in contact with the pad 6 and are separated from the pad 6 are brought down to contact the pad 6, the solder balls 4b, 4c already in contact with the pad 6 Excessive force is applied and solder balls 4b and 4c are crushed,
The hole for sucking the solder ball of the ball sucking portion 9 is hardly inserted. Therefore, even after the ball suction portion 9 is raised, the solder balls 4b and 4c are not mounted on the pads 6 of the substrate 5 but remain on the ball suction portion 9 side, and a ball mounting defect may occur.
【0005】また、ボールを吸着部9から離す際に、吸
着を停止しても、静電気等の影響ではんだボールが吸着
穴から離れない場合もあり、そのような場合にはパッド
に接触するまではんだボールを押し付ける必要があっ
た。この解決策として、真空吸引とは逆に少量の空気を
吸着穴から吹き出すことではんだボールを吸着治具から
離す方法もあるが、吹き出しが強すぎるとはんだボール
が所定の位置に落ちずに飛び散ってしまうためコントロ
ールが難しいという問題がある。When the ball is released from the suction portion 9, even if the suction is stopped, the solder ball may not be separated from the suction hole due to the influence of static electricity or the like. It was necessary to press the solder ball. As a solution to this, contrary to vacuum suction, there is a method in which a small amount of air is blown out from the suction hole to separate the solder ball from the suction jig.However, if the blowout is too strong, the solder ball scatters without falling to a predetermined position. Is difficult to control.
【0006】また、ボール搭載治具のなかには治具から
のボールの離れを良くするために、図18に示すように
ボール吸着部9の吸着穴の内部にボール押し出しピン1
0を設けてはんだボールがボール吸着部9から容易に離
れるようにしたボール吸着治具も存在する。しかし、こ
のタイプのボール吸着治具においても基板が反っていた
場合には、はんだボールが基板のパッドから浮いた位置
でボール吸着治具から離れるため、はんだボールの位置
ずれが発生することがある。また、離れているはんだボ
ールをパッド6に接触するまで押し付けるとボール押し
出しピン10にはんだボールが食い込んで搭載不良が発
生したり、ボール押し出しピンが折れるといった問題が
起きることがある。さらに、治具が複雑になるため微少
ピッチのBGAに対応することが難しく、また治具の価
格も高くなってしまうという問題があった。In order to improve the separation of the ball from the jig among the ball mounting jigs, as shown in FIG.
There is also a ball suction jig which is provided with 0 so that the solder ball is easily separated from the ball suction portion 9. However, if the substrate is warped even in this type of ball suction jig, the solder ball is separated from the ball suction jig at a position where the solder ball floats from the pad of the substrate, so that a displacement of the solder ball may occur. . Further, if the separated solder ball is pressed until it comes into contact with the pad 6, the solder ball may bite into the ball push-out pin 10, causing a mounting failure or breaking the ball push-out pin. Further, the jig becomes complicated, so that it is difficult to cope with a BGA having a fine pitch, and there is a problem that the price of the jig increases.
【0007】これらの問題は基板の反りが図17,図1
8に示したように中央部が凸型になっている場合だけで
なく、凹型になっている場合、凸と凹の組合わさった複
雑な場合も同様である。These problems are caused by the warpage of the substrate shown in FIGS.
This applies not only to the case where the central portion is convex as shown in FIG. 8, but also to the case where the central portion is concave and the case where the convex and concave are combined.
【0008】そのため、基板に反りがあっても確実には
んだボールを搭載することができるボール搭載治具およ
びボール搭載方法が望まれていた。Therefore, there has been a demand for a ball mounting jig and a ball mounting method capable of securely mounting solder balls even if the substrate is warped.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
例では、はんだボールを所定の位置に確実に搭載するこ
とが困難であるという問題があった。As described above, the conventional example has a problem that it is difficult to securely mount the solder ball at a predetermined position.
【0010】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
するために、基板が反っていても確実にはんだボールを
搭載することができるはんだボール搭載治具およびはん
だボール搭載方法を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a solder ball mounting jig and a solder ball mounting method capable of reliably mounting a solder ball even if a substrate is warped in order to solve the above-mentioned problem. is there.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のボール搭載治具は、はんだボールを基板な
どの上に搭載するボール搭載治具において、はんだボー
ルを吸着する面に取り付けられた弾性材料を備え、基板
などに反りがあっても、弾性材料の変形により反りを吸
収してはんだボールをボール欠落することなく正確かつ
確実に搭載できることを特徴とする。In order to achieve the above object, a ball mounting jig according to the present invention is a ball mounting jig for mounting a solder ball on a substrate or the like. The substrate is characterized in that even if the substrate or the like has a warp, the warp is absorbed by the deformation of the elastic material and the solder ball can be accurately and reliably mounted without chipping.
【0012】また、本発明のボール搭載治具の他の形態
は、はんだボールを基板などの上に搭載するボール搭載
治具において、はんだボールを吸着する面に接触させる
ように治具外部に取り付けられた弾性材料を備え、基板
などに反りがあっても、弾性材料の変形により反りを吸
収してはんだボールをボール欠落することなく正確かつ
確実に搭載できることを特徴とする。Another embodiment of the ball mounting jig of the present invention is a ball mounting jig for mounting a solder ball on a substrate or the like. The substrate is characterized in that even if the substrate or the like has a warp, the warp is absorbed by the deformation of the elastic material and the solder ball can be accurately and reliably mounted without chipping.
【0013】また、弾性材料は、はんだボールを吸着す
る面に設けられたはんだボールを真空吸着するための吸
着穴とほぼ同径の穴を有するのが好ましい。Preferably, the elastic material has a hole having substantially the same diameter as a suction hole provided on a surface for sucking the solder ball for vacuum suction of the solder ball.
【0014】さらに、弾性材料は、交換可能であるのが
好ましい。Further, the elastic material is preferably replaceable.
【0015】また、本発明のボール搭載方法は、はんだ
ボールを基板などの上に搭載するボール搭載方法におい
て、はんだボールを吸着する面に弾性材料を取り付け、
基板などに反りがあっても、弾性材料の変形により反り
を吸収してはんだボールをボール欠落することなく正確
かつ確実に搭載できることを特徴とする。Further, in the ball mounting method of the present invention, in a ball mounting method of mounting a solder ball on a substrate or the like, an elastic material is attached to a surface on which the solder ball is adsorbed.
Even if the substrate or the like has a warp, the warp is absorbed by the deformation of the elastic material and the solder ball can be accurately and reliably mounted without chipping the ball.
【0016】また、本発明のボール搭載方法の他の形態
は、はんだボールを基板などの上に搭載するボール搭載
方法において、はんだボールを吸着する面に接触させる
ように治具外部に弾性材料を取り付け、基板などに反り
があっても、弾性材料の変形により反りを吸収してはん
だボールをボール欠落することなく正確かつ確実に搭載
できることを特徴とする。In another embodiment of the ball mounting method of the present invention, in a ball mounting method for mounting a solder ball on a substrate or the like, an elastic material is provided outside the jig so as to be in contact with a surface on which the solder ball is attracted. It is characterized in that even if there is a warp in the mounting or the substrate, the warp is absorbed by the deformation of the elastic material, so that the solder ball can be mounted accurately and surely without dropping the ball.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0018】図1は、本発明の実施の形態の構成を示す
断面図である。本発明のボール搭載治具並びにボール搭
載方法は、反りがある基板上にも位置ずれ,ボール欠落
等のない正確,確実なボール搭載を行うことを特徴とす
る。図1に示すように、ボール搭載装置のヘッド部1に
固定されたボール吸着治具2のはんだボールを吸着する
部分にシリコーン,ゴム等の弾性材料3が取り付けられ
ている。FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of the embodiment of the present invention. The ball mounting jig and the ball mounting method of the present invention are characterized in that accurate and reliable ball mounting is performed on a warped substrate without any positional deviation, ball missing or the like. As shown in FIG. 1, an elastic material 3 such as silicone, rubber, or the like is attached to a portion of a ball mounting jig 2 fixed to a head portion 1 of a ball mounting device for sucking a solder ball.
【0019】次に、図2〜図4を参照して、本発明の実
施の形態の動作について説明する。Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0020】図2に示すように、基板5または半導体パ
ッケージのパッド上にはんだボール4a〜4dを搭載す
る場合に基板が反っている状態で加圧すると、図3に示
すように、一部のはんだボール4a,4dが基板のパッ
ド6から浮いてしまうため、はんだボールがパッド上に
正確に載らずに位置ずれを起こしてしまうことがある。
しかし、本発明のボール搭載治具では、弾性材料3を介
してはんだボール4a〜4dを吸着する構造のため、図
4に示すようにはんだボール4を吸着したままの状態で
パッド6に加圧することができる。また、はんだボール
4をパッド6に加圧して押し付けても、弾性材料3が変
形することにより、はんだボールがつぶれたり吸着穴に
食い込むことがなく基板5の反りによるパッド6の高さ
のずれを吸収して正確なボール搭載を行うことができ
る。As shown in FIG. 2, when the solder balls 4a to 4d are mounted on the substrate 5 or the pads of the semiconductor package, when the substrate is pressurized in a warped state, as shown in FIG. Since the solder balls 4a and 4d float from the pads 6 on the substrate, the solder balls may not be accurately placed on the pads and may be displaced.
However, in the ball mounting jig of the present invention, since the solder balls 4a to 4d are sucked through the elastic material 3, the pad 6 is pressed while the solder balls 4 are sucked as shown in FIG. be able to. Further, even when the solder ball 4 is pressed against the pad 6 and pressed, the elastic material 3 is deformed, so that the solder ball is not crushed or cut into the suction hole. Absorbing allows accurate ball mounting.
【0021】また、本発明の他の実施の形態として、図
9に示すように、この弾性材料3をボール搭載治具のボ
ール吸着面側に直接取り付けずに、弾性材料3を搭載治
具の外側で固定して吸着面に接触させる構造にすること
もできる。この場合、基板の反りのためにパッド6から
浮いているはんだボール4a,4dをパッド6に接触さ
せるために、弾性材料固定部8を下降させて弾性材料3
を吸着部から離すように変形させる。このときの状態を
図12に示す。このように、弾性材料3が基板の反りに
ならうように変形することで、浮いていたはんだボール
4a,4dがパッド6に接触して正確なボール搭載を行
うことができる。As another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 9, this elastic material 3 is not directly attached to the ball suction surface side of the ball mounting jig, but the elastic material 3 is attached to the mounting jig. It is also possible to adopt a structure that is fixed on the outside and is in contact with the suction surface. In this case, in order to bring the solder balls 4a, 4d floating from the pad 6 into contact with the pad 6 due to the warpage of the substrate, the elastic material fixing portion 8 is lowered to
Is deformed so as to separate from the suction part. FIG. 12 shows the state at this time. As described above, by deforming the elastic material 3 so as to follow the warpage of the substrate, the floating solder balls 4a and 4d come into contact with the pads 6 and accurate ball mounting can be performed.
【0022】[0022]
【実施例】次に、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0023】図1のボール搭載治具を参照すると、ボー
ル搭載装置のボール吸着治具を取り付ける装置のヘッド
部1に金属あるいはガラス等の材料からなるボール吸着
治具2が固定されている。ボール吸着治具2のヘッド部
1への固定は、ボール吸着治具2の装置ヘッド部1と接
触する部分を真空吸着する方法、ネジ止めにより固定す
る方法、外側から別の治具を用いて固定する方法等どの
ような方法でもかまわないが、様々なボールサイズ,ボ
ール配置に対応できるように、接着剤等による固定では
なく脱着が行える構造が望ましい。また、ボール吸着治
具2の装置ヘッド部1に固定される部分には、装置のヘ
ッド部1に設けられた真空吸引用の穴と接続される真空
吸引用の流路が設けられており、さらに下面には真空吸
引用の流路から連続して接続されているはんだボールを
真空吸着するための穴が設けられている。この穴は、は
んだボールを搭載するパターンに合わせて形成される。Referring to the ball mounting jig of FIG. 1, a ball suction jig 2 made of a material such as metal or glass is fixed to a head portion 1 of an apparatus for mounting a ball suction jig of a ball mounting apparatus. The ball suction jig 2 is fixed to the head 1 by a method of vacuum-suctioning a portion of the ball suction jig 2 that contacts the device head 1, a method of fixing by screwing, or using another jig from outside. Although any method such as a fixing method may be used, a structure that can be attached and detached rather than fixed with an adhesive or the like is desirable so as to be compatible with various ball sizes and ball arrangements. Further, a portion of the ball suction jig 2 fixed to the device head 1 is provided with a vacuum suction flow path connected to a vacuum suction hole provided in the device head 1, Further, a hole for vacuum suction of a solder ball continuously connected from a vacuum suction channel is provided on the lower surface. This hole is formed in accordance with the pattern for mounting the solder ball.
【0024】次に、本発明の実施例の動作について詳細
に説明する。Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail.
【0025】まず、本実施例を用いて基板にはんだボー
ルを搭載する方法について説明する。First, a method for mounting a solder ball on a substrate will be described using this embodiment.
【0026】図2は、本発明のボール搭載治具を用いて
はんだボールの搭載を行う場合に、装置からの真空吸引
によってはんだボールを吸着した状態を示している。搭
載装置から図2の矢印の方向に真空吸引されることによ
り、はんだボール4a、4b、4c、4dがボール吸着
治具2を通して弾性材料3に吸着される。また、基板5
は装置のステージ7上に真空吸着あるいは治具により固
定されており、はんだボール4と基板5のパッド6とが
一致するように、基板5上にボール搭載治具が配置され
る。ここで、基板5のパッド6上には、はんだボールを
確実に搭載するためフラックス,はんだペースト等の粘
着力を有する材料を供給しておくことが望ましい(図示
せず)。図2において基板5は反りのある状態を示して
おり、図ではわかりやすくするため反りが大きい場合に
ついて表示している。FIG. 2 shows a state where the solder balls are suctioned by vacuum suction from the apparatus when the solder balls are mounted using the ball mounting jig of the present invention. By vacuum suction from the mounting device in the direction of the arrow in FIG. 2, the solder balls 4 a, 4 b, 4 c, and 4 d are suctioned to the elastic material 3 through the ball suction jig 2. Also, the substrate 5
Is fixed on a stage 7 of the apparatus by vacuum suction or a jig, and a ball mounting jig is arranged on the substrate 5 so that the solder balls 4 and the pads 6 of the substrate 5 coincide with each other. Here, it is desirable to supply an adhesive material such as flux or solder paste on the pads 6 of the substrate 5 in order to securely mount the solder balls (not shown). FIG. 2 shows a state in which the substrate 5 is warped, and the figure shows a case where the warp is large for easy understanding.
【0027】次に、図3に示すように、はんだボール4
がパッド6に接触するまでボール搭載治具を降下させ
る。ボール搭載治具の降下により、はんだボール4b、
4cは基板5のパッド6に接触するが、基板5の反りが
大きいため端部のはんだボール4a,4dがパッド6に
接触せず浮いたままの状態になる。この状態のまま真空
吸引を停止すると、はんだボール4a、4dがパッド6
から離れた位置から落ちるため、位置ずれを発生する可
能性がある。Next, as shown in FIG.
Then, the ball mounting jig is lowered until the ball contacts the pad 6. The lowering of the ball mounting jig causes the solder balls 4b,
4c is in contact with the pad 6 of the substrate 5, but since the warp of the substrate 5 is large, the solder balls 4a and 4d at the ends do not come into contact with the pad 6 and are left floating. When the vacuum suction is stopped in this state, the solder balls 4a and 4d
Since it falls from a position distant from the camera, there is a possibility that a positional shift may occur.
【0028】そこで、位置ずれを防ぐために真空吸引を
保ったままで図4に示すように、はんだボール4a,4
dがパッド6に接触するまでボール吸着治具をさらに降
下させる。この時、先にパッド6と接触していたはんだ
ボール4b、4cには余分な加圧力が加わることになる
が、本実施例においては、ボール吸着治具2の先端に弾
性材料3が取り付けられているため、弾性材料3が変形
することによってはんだボール4b、4cがつぶれるこ
となく基板5のパッド6にすべてのはんだボールを接触
させることができ、図5に示すように反りのある基板に
対しても正確,確実なボール搭載を行うことが可能であ
る。Therefore, as shown in FIG. 4, the solder balls 4a and 4
The ball suction jig is further lowered until d contacts the pad 6. At this time, an extra force is applied to the solder balls 4b and 4c which have been in contact with the pad 6 first, but in this embodiment, the elastic material 3 is attached to the tip of the ball suction jig 2. Therefore, all the solder balls can be brought into contact with the pads 6 of the substrate 5 without the solder balls 4b and 4c being crushed due to the deformation of the elastic material 3, and as shown in FIG. However, accurate and reliable ball mounting can be performed.
【0029】以上においては、凸型の反りを有する基板
に対するはんだボール搭載について説明したが、図6か
ら図8に示すような凹型の反りを有する基板、あるいは
凸と凹の混在した複雑な反りを有する基板においても同
様に正確なはんだボール搭載を行うことができる。ま
た、反りの無い基板に対してもはんだボールを押し付け
て搭載することができるため、正確で確実なはんだボー
ル搭載を行うことができる。In the above, the solder ball mounting on a substrate having a convex warp has been described. However, a substrate having a concave warp as shown in FIGS. Similarly, accurate solder ball mounting can be performed on a substrate having the same. Further, since the solder balls can be pressed and mounted even on a substrate having no warp, accurate and reliable mounting of the solder balls can be performed.
【0030】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。Next, another embodiment of the present invention will be described.
【0031】図9は、本発明の他の実施例の構成を示す
断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing the structure of another embodiment of the present invention.
【0032】上述した実施例では、ボール吸着治具の先
端に弾性材料3が取り付けられていたが、ここで説明す
る他の実施例においては、弾性材料3は、装置のボール
吸着治具の外側に取り付けられた弾性材料固定部8に取
り付けられており、ボール吸着治具2には接触する構造
となっている。そのため、弾性材料固定部8を降下させ
てボール吸着治具2から弾性材料3を離すことにより、
はんだボールをボール搭載治具から分離してボール搭載
を行うことができる。また、弾性材料3にはボール吸着
治具2の吸着穴と同じ位置に穴が設けられており、装置
からの真空吸引によってはんだボールを吸着できるよう
になっている。In the above-described embodiment, the elastic material 3 is attached to the tip of the ball suction jig. However, in another embodiment described here, the elastic material 3 is attached to the outside of the ball suction jig of the apparatus. And is in contact with the ball suction jig 2. Therefore, by lowering the elastic material fixing portion 8 to separate the elastic material 3 from the ball suction jig 2,
The ball mounting can be performed by separating the solder ball from the ball mounting jig. Further, a hole is provided in the elastic material 3 at the same position as the suction hole of the ball suction jig 2 so that the solder ball can be sucked by vacuum suction from the device.
【0033】次に、本発明の他の実施例を用いたボール
搭載方法について説明する。Next, a ball mounting method using another embodiment of the present invention will be described.
【0034】図10において、弾性材料3は弾性材料固
定部8を用いてボール吸着治具2の外側で装置に取り付
けられており、弾性材料3はボール吸着治具のボール吸
着面に接する位置に配置される。そして弾性材料3には
ボール吸着治具2の吸着穴を通して装置からの真空吸引
によってはんだボール4が吸着されている。また、ボー
ル吸着治具の下には、基板5が装置のステージ7上に吸
着等により固定され、はんだボール4が基板5のパッド
6のちょうど真上に位置するようにボール搭載治具が配
置される。ここで、基板5のパッド6には、はんだボー
ルを確実に搭載するためフラックス,はんだペースト等
の粘着力を有する材料を供給しておくことが望ましい
(図示せず)。In FIG. 10, the elastic material 3 is attached to the apparatus outside the ball suction jig 2 using the elastic material fixing portion 8, and the elastic material 3 is located at a position in contact with the ball suction surface of the ball suction jig. Be placed. The solder balls 4 are sucked to the elastic material 3 by vacuum suction from the device through the suction holes of the ball suction jig 2. Further, under the ball suction jig, the ball mounting jig is arranged so that the substrate 5 is fixed on the stage 7 of the apparatus by suction or the like, and the solder ball 4 is located just above the pad 6 of the substrate 5. Is done. Here, it is desirable to supply an adhesive material such as a flux or a solder paste to the pads 6 of the substrate 5 in order to securely mount the solder balls (not shown).
【0035】次に、図11に示すように、ボール吸着治
具全体が降下することにより、はんだボール4が基板5
上のパッド6に接触する。この際、図11に示したよう
に基板5が反っていた場合には、一部のはんだボール4
a,4dが基板5のパッド6に接触せずに離れた状態に
なってしまう。Next, as shown in FIG. 11, when the entire ball suction jig is lowered, the solder balls 4
It contacts the upper pad 6. At this time, if the substrate 5 is warped as shown in FIG.
a and 4d are separated from each other without contacting the pads 6 of the substrate 5.
【0036】ここで、はんだボール4a,4dのパッド
6からの離れ方が少ない場合には、図12に示したよう
に弾性材料固定部8を降下させて弾性材料3をボール吸
着治具2から離してはんだボール4a,4dをパッド6
に押し付けて正確で確実なはんだボール搭載を行うこと
ができる。Here, when the solder balls 4a, 4d are less separated from the pad 6, the elastic material fixing portion 8 is lowered to move the elastic material 3 from the ball suction jig 2 as shown in FIG. Separate the solder balls 4a, 4d into the pad 6
And solder balls can be mounted accurately and reliably.
【0037】また、はんだボール4a,4dがパッド6
から比較的多く離れている場合(基板の反りが大きい場
合)、図12に示す方法ではパッド6から離れた位置か
らはんだボールが落ちるため位置ずれを起こす可能性が
あり、その場合には図13に示すように図1に示した実
施例と同様にボール搭載治具全体を降下させることによ
り、はんだボール4をパッド6に押し付けて搭載するこ
とができる。また、その際弾性材料3が変形するため、
はんだボール4がつぶれたり、吸着穴に食い込んだりす
ることはない。The solder balls 4a and 4d are
In the case shown in FIG. 12, when the solder ball is relatively far away from the pad 6 (when the warpage of the substrate is large), the solder ball may fall from a position far from the pad 6 to cause a positional shift. By lowering the entire ball mounting jig in the same manner as in the embodiment shown in FIG. 1, the solder ball 4 can be pressed against the pad 6 and mounted. At that time, since the elastic material 3 is deformed,
The solder balls 4 do not collapse or cut into the suction holes.
【0038】以上説明したように、他の実施例において
も、反りのある基板に対して位置ずれ等のない正確なは
んだボール搭載を行うことが可能である。As described above, in other embodiments, it is possible to mount a solder ball accurately on a warped substrate without displacement.
【0039】また、他の実施例は、弾性材料がボール吸
着治具に固定されていないため、弾性材料が劣化した場
合の交換が容易に行えるという利点がある。Further, the other embodiment has an advantage that the elastic material is not fixed to the ball suction jig, so that the replacement when the elastic material is deteriorated can be easily performed.
【0040】ここで、はんだボールを搭載するパターン
について説明すると、このパターンは、一般に、図14
に示すような格子パターンや、図15に示すような周辺
パターン等の規則的なパターンで、例えばパッド6のピ
ッチが0.8mmに対してφ0.5mmのはんだボール
を搭載する場合などが考えられるが、図16に示すよう
な不規則なパターンでも良い。また、ボール吸着治具2
の下面のはんだボールを吸着する側には、シリコーン,
ゴム等の弾性を有する材料からなる弾性材料3が配置さ
れている。この弾性材料3にはボール吸着治具2に形成
されているはんだボール吸着用の穴とつながって接続さ
れるようにボール吸着用の穴が形成されている。装置に
よる真空吸引を装置のヘッド部1、ボール吸着治具2、
弾性材料3を通して行うことで、弾性材料3にはんだボ
ールを吸着することができる。本発明では、はんだボー
ルが弾性材料3に吸着される構造のため、基板または半
導体パッケージのパッド上にはんだボールを搭載する場
合に基板の反りを吸収するため十分な加圧を行ったとし
ても、弾性材料が変形することによって、はんだボール
が吸着穴に食い込んでボール搭載不良が発生することが
ない。Here, the pattern for mounting the solder balls will be described.
In a regular pattern such as a grid pattern shown in FIG. 15 or a peripheral pattern shown in FIG. However, an irregular pattern as shown in FIG. 16 may be used. Also, a ball suction jig 2
Silicone on the side of the bottom of the
An elastic material 3 made of an elastic material such as rubber is arranged. The elastic material 3 has a ball suction hole formed so as to be connected to and connected to a solder ball suction hole formed in the ball suction jig 2. The vacuum suction by the device is performed by the head portion 1 of the device, the ball suction jig 2,
By performing the process through the elastic material 3, the solder balls can be attracted to the elastic material 3. In the present invention, since the structure in which the solder balls are adsorbed by the elastic material 3, even when sufficient pressure is applied to absorb the warpage of the substrate when the solder balls are mounted on the substrate or the pads of the semiconductor package, Due to the deformation of the elastic material, the solder balls do not bite into the suction holes, so that a ball mounting defect does not occur.
【0041】以上、はんだボールを基板などの上に搭載
する場合について説明してきたが、本発明のボール搭載
治具は、はんだ以外の金,銀,銅など、あらゆるボール
について適用できることは言うまでもない。The case where a solder ball is mounted on a substrate or the like has been described above. However, it goes without saying that the ball mounting jig of the present invention can be applied to any ball other than solder, such as gold, silver, and copper.
【0042】[0042]
【発明の効果】ボール吸着治具の先端に弾性材料を取り
付けることにより、はんだボールを基板のパッドに押し
付けて加圧しても弾性材料が変形して力を吸収するた
め、はんだボールが吸着治具に食い込んだり、はんだボ
ールが変形することなく、基板上に正確、確実にはんだ
ボールを搭載することができる。そのため反りを有する
基板に対しても正確で確実なはんだボール搭載が可能と
なるという効果を奏する。According to the present invention, by attaching an elastic material to the tip of the ball suction jig, the elastic material is deformed and absorbs the force even when the solder ball is pressed against the pad of the substrate and pressurized. Therefore, the solder balls can be accurately and reliably mounted on the substrate without biting into the solder balls or deforming the solder balls. Therefore, there is an effect that solder balls can be accurately and reliably mounted on a warped substrate.
【図1】本発明の実施例の構成を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例の動作(加圧前)を示す断面図
である。FIG. 2 is a sectional view showing an operation (before pressurization) of the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例の動作(加圧後)を示す断面図
である。FIG. 3 is a sectional view showing the operation (after pressurization) of the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例の動作(加圧完了後)を示す断
面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an operation (after completion of pressurization) of the embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施例を用いて搭載したはんだボール
を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a solder ball mounted using the embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施例の動作(基板が逆に反っている
場合の加圧前)を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the operation of the embodiment of the present invention (before pressing when the substrate is warped in reverse).
【図7】本発明の実施例の動作(基板が逆に反っている
場合の加圧後)を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the operation of the embodiment of the present invention (after pressurization when the substrate is warped in reverse).
【図8】本発明の実施例を用いて搭載したはんだボール
(基板が逆に反っている場合)を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a solder ball (when the substrate is warped upside down) mounted using the embodiment of the present invention.
【図9】本発明の他の実施例の構成を示す断面図であ
る。FIG. 9 is a sectional view showing the configuration of another embodiment of the present invention.
【図10】本発明の他の実施例の動作(加圧前)を示す
断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing the operation (before pressurization) of another embodiment of the present invention.
【図11】本発明の他の実施例の動作(加圧途中)を示
す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing an operation (during pressurization) of another embodiment of the present invention.
【図12】本発明の他の実施例の動作(加圧後)を示す
断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing the operation (after pressurization) of another embodiment of the present invention.
【図13】本発明の他の実施例の動作(加圧完了後)を
示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing an operation (after completion of pressurization) of another embodiment of the present invention.
【図14】本発明の実施例におけるボール搭載パターン
例(格子パターン)を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating an example of a ball mounting pattern (lattice pattern) according to the embodiment of the present invention.
【図15】本発明の実施例におけるボール搭載パターン
例(規則的パターン)を示す概略図である。FIG. 15 is a schematic diagram showing an example of a ball mounting pattern (regular pattern) in the example of the present invention.
【図16】本発明の実施例におけるボール搭載パターン
例(不規則パターン)を示す概略図である。FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of a ball mounting pattern (irregular pattern) in the example of the present invention.
【図17】従来例を示す断面図である。FIG. 17 is a sectional view showing a conventional example.
【図18】他の従来例を示す断面図である。FIG. 18 is a sectional view showing another conventional example.
1 ヘッド部 2 ボール吸着治具 3 弾性材料 4a,4b,4c,4d はんだボール 5 基板 6 パッド 7 ステージ 8 弾性材料固定部 9 ボール吸着部 10 ボール押し出しピン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head part 2 Ball suction jig 3 Elastic material 4a, 4b, 4c, 4d Solder ball 5 Substrate 6 Pad 7 Stage 8 Elastic material fixing part 9 Ball suction part 10 Ball pushing pin
Claims (6)
ール搭載治具において、 前記はんだボールを吸着する面に取り付けられた弾性材
料を備え、前記基板などに反りがあっても、前記弾性材
料の変形により反りを吸収して前記はんだボールをボー
ル欠落することなく正確かつ確実に搭載できることを特
徴とするボール搭載治具。1. A ball mounting jig for mounting a solder ball on a substrate or the like, comprising a resilient material attached to a surface on which the solder ball is adsorbed. A ball mounting jig capable of absorbing the warpage by the deformation of the ball and accurately and reliably mounting the solder ball without dropping the ball.
ール搭載治具において、 前記はんだボールを吸着する面に接触させるように治具
外部に取り付けられた弾性材料を備え、前記基板などに
反りがあっても、前記弾性材料の変形により反りを吸収
して前記はんだボールをボール欠落することなく正確か
つ確実に搭載できることを特徴とするボール搭載治具。2. A ball mounting jig for mounting a solder ball on a substrate or the like, comprising: an elastic material attached to the outside of the jig so as to contact a surface on which the solder ball is adsorbed; A ball mounting jig that absorbs warpage due to deformation of the elastic material and can accurately and surely mount the solder ball without chipping.
する面に設けられた前記はんだボールを真空吸着するた
めの吸着穴とほぼ同径の穴を有することを特徴とする、
請求項1または2に記載のボール搭載治具。3. The method according to claim 2, wherein the elastic material has a hole having substantially the same diameter as a suction hole provided on a surface for suctioning the solder ball for vacuum suction of the solder ball.
The ball mounting jig according to claim 1.
徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のボール搭載
治具。4. The ball mounting jig according to claim 1, wherein said elastic material is replaceable.
ール搭載方法において、 前記はんだボールを吸着する面に弾性材料を取り付け、
前記基板などに反りがあっても、前記弾性材料の変形に
より反りを吸収して前記はんだボールをボール欠落する
ことなく正確かつ確実に搭載できることを特徴とするボ
ール搭載方法。5. A ball mounting method for mounting a solder ball on a substrate or the like, comprising: attaching an elastic material to a surface on which the solder ball is adsorbed;
A ball mounting method, wherein even if the substrate or the like has a warp, the warp is absorbed by the deformation of the elastic material, and the solder ball can be mounted accurately and reliably without chipping the ball.
ール搭載方法において、 前記はんだボールを吸着する面に接触させるように治具
外部に弾性材料を取り付け、前記基板などに反りがあっ
ても、前記弾性材料の変形により反りを吸収して前記は
んだボールをボール欠落することなく正確かつ確実に搭
載できることを特徴とするボール搭載方法。6. A ball mounting method for mounting a solder ball on a substrate or the like, wherein an elastic material is attached to the outside of the jig so as to make contact with a surface on which the solder ball is adsorbed, and the substrate or the like is warped. A ball mounting method for absorbing the warpage due to the deformation of the elastic material so that the solder ball can be mounted accurately and reliably without chipping.
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JP14590799A JP3264268B2 (en) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Ball mounting jig and ball mounting method |
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