JP2001068839A - 金属球配列方法及び金属球配列装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属球の個数増大及び小径化に伴い、製造コ
ストがかからず、保持孔の位置合わせ精度の高い仮配列
板を用いる金属球配列方法及び金属球配列装置、並びに
該仮配列板の製造方法を提供する。 【解決手段】 仮配列板５上の保持孔８に金属球４を仮
配列し、仮配列した金属球４を金属球配列治具１の金属
球吸着孔１１に吸着し、吸着した金属球を金属球配列対
象２に一括転写して金属球４を該金属球配列対象２に配
列する金属球配列方法及び装置において、仮配列板５の
保持孔８は、薄板６に形成した貫通孔９と、貫通孔９の
底面に配置された微細網７とによって構成してなること
を特徴とする金属球配列方法及び装置。貫通孔９を有す
る薄板６は好ましくは電鋳法あるいはレーザー加工法に
よって製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属球を金属球配
列対象に配列するための方法及び装置に関し、特に半導
体チップ上の電極、半導体実装基板上の電極あるいは半
導体素子電極にボールバンプとしての微細金属球を配列
するための方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属球を対象物に一括して配列し固定す
るための手段として、金属球吸着孔を配置した金属球配
列治具を用意し、該金属球吸着孔は対象物に金属球を配
列する位置に対応して配置し、金属球吸着孔に金属球を
吸着し一括して対象物に金属球を転写する技術が知られ
ている。特に、半導体チップの電極と外部回路との接合
媒体となるバンプ、あるいはボールグリッドアレイ（Ｂ
ＧＡ）のバンプとして、微細金属球を半導体基板や半導
体チップ等に転写してバンプを形成する技術が重要にな
ってきている。半導体チップ等の電極と対応する位置に
金属球吸着孔を有する金属球配列治具を用意し、バンプ
を形成すべき微細金属球を予め該吸着孔に吸着し、該金
属球配列治具を転写台まで搬送して転写台上の半導体チ
ップ等の電極の金属球接合位置に金属球を転写するもで
ある。

【０００３】最近の半導体素子の高集積化に伴い、半導
体１個の電極の数も増大している。電極数１００〜３０
０個が一般的になり、更に最近は５００〜１０００個の
電極を備える半導体素子も出現している。金属球の直径
についても小径化が進んでおり、最近は直径８００μｍ
以下の金属球が主流となっており、更に直径３００μｍ
以下の金属球も使われている。金属球をバンプとして転
写する上記技術においても、半導体１個の電極の数と同
数の金属球を一括して転写する。

【０００４】前記の公知の技術では、大きさの揃った微
細金属球を容器の中に多数準備し、金属球配列治具の金
属球吸着孔を有する面を該容器内の微細金属球に向けて
容器に近づけ、該金属球吸着孔の背面を減圧して空気を
吸引することにより金属球吸着孔に微細金属球を吸着さ
せていた。吸着に際して金属球容器に振動を与え、ある
いは金属球容器の底面を通してエアブローを行うことに
よって金属球を容器内で跳躍させることにより、より容
易に吸着を行うための手段がとられていた。

【０００５】従来の、金属球容器内で跳躍浮遊している
金属球を金属球配列治具の金属球吸着孔に吸着させる方
法においては、各金属球吸着孔毎に１個の金属球が吸着
されなければならないところ、１個の金属球吸着孔に複
数の金属球が吸着される場合や、金属球配列治具上の金
属球吸着孔以外の場所に金属球が付着する場合や、更に
金属球が吸着されない金属球吸着孔が発生する場合など
が生じることがある。

【０００６】以上のような状況であるので、従来の金属
球配列方法においては、余剰金属球の付着異常発生率が
高く、また余剰金属球付着異常の検出能力は十分ではな
いので、検査手段で異常が検出されずにそのまま金属球
配列対象に転写を行ってしまうトラブルを皆無にするこ
とは困難であった。

【０００７】本発明者らは、特許第２９２５５３４号公
報において、金属球を直接金属球配列治具の金属球吸着
孔に吸着して配列を行うのではなく、仮配列板の保持孔
に金属球を仮に配列し、次いで金属球配列治具に金属球
を吸引しなおす方法及び装置を提案した。仮配列板の金
属球保持部位に金属球保持孔を設け、該保持孔は１個の
金属球を確実に保持可能な形状とする。仮配列板上に余
剰に付着した金属球を排除するために強力にエアーブロ
ーを行い、あるいはブラシで掃き出しを行う場合におい
ても、正常に保持孔に保持された金属球は該掃き出しに
よっては排除されないため、余剰の金属球のみを確実に
排除することができる。仮配列板の保持孔の底面に金属
球の直径よりも細い直径の吸引孔を有し、仮配列板の保
持孔に金属球を仮配列するに際して前記吸引孔を通して
仮配列板の下面から真空吸引することにより、より確実
に保持孔に金属球を仮配列することができる。

【０００８】仮配列板は、合成樹脂板又は薄板によって
構成し、仮配列板上の保持孔及び該保持孔底面の吸引孔
は、保持孔直径のドリルによって貫通しない保持孔を穿
孔し、更に吸引孔直径のドリルによって吸引孔を穿孔す
る方法によって製造される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のとおり、半導体
の高集積化に伴って一個の半導体素子に搭載する金属球
の個数が増大し、また金属球の直径が小径化している。
当然、仮配列板上の保持孔及び吸引孔も個数が増大し、
直径が小径化することとなる。仮配列板上の保持孔及び
吸引孔は、上記のようにドリルによって２段孔を１個づ
つ穿孔しているため、このように小径化した保持孔及び
貫通孔を多数穿孔することにより、仮配列板の製造コス
トが高くなる。また、金属球の小径化、ドリル径の小径
化に伴い、穿孔時における位置合わせ精度の限界に近づ
きつつある。

【００１０】本発明は、金属球の個数増大及び小径化に
伴い、製造コストがかからず、保持孔の位置合わせ精度
の高い仮配列板を用いる金属球配列方法及び金属球配列
装置、並びに該仮配列板の製造方法を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは以下の通りである。 （１）仮配列板５上の保持孔８に金属球４を仮配列し、
仮配列した金属球４を金属球配列治具１の金属球吸着孔
１１に吸着し、吸着した金属球を金属球配列対象２に一
括転写して金属球４を該金属球配列対象２に配列し、金
属球配列治具１の金属球吸着孔１１の配置位置及び前記
仮配列板５上の保持孔８の配置位置は金属球配列対象上
の金属球４を配列すべき位置に対応して配置してなる金
属球配列方法において、仮配列板５の保持孔８は、薄板
６に形成した貫通孔９と、貫通孔９の底面に配置された
微細網７とによって構成してなることを特徴とする金属
球配列方法。 （２）仮配列板５を構成する薄板６の厚みが金属球直径
の１．０〜１．２倍であることを特徴とする上記（１）
に記載の金属球配列方法。 （３）仮配列板５を構成する貫通孔９を有する薄板６を
電鋳法によって形成することを特徴とする上記（１）又
は（２）に記載の金属球配列方法。 （４）仮配列板５を構成する薄板６の貫通孔９をレーザ
ー加工法によって穿孔することを特徴とする上記（１）
又は（２）に記載の金属球配列方法。 （５）金属球４を仮配列するための保持孔８を有する仮
配列板５と、仮配列した金属球４を吸着して金属球配列
対象２に一括転写するための金属球吸着孔１１を有する
金属球配列治具１とを有し、金属球配列治具１の金属球
吸着孔１１の配置位置及び仮配列板５上の保持孔８の配
置位置は金属球配列対象２上の金属球４を配列すべき位
置に対応して配置してなる金属球配列装置において、仮
配列板５の保持孔８は、薄板６に形成した貫通孔９と、
貫通孔９の底面に配置された微細網７とによって構成し
てなることを特徴とする金属球配列装置。 （６）仮配列板５を構成する薄板６の厚みが金属球直径
の１．０〜１．２倍であることを特徴とする上記（５）
に記載の金属球配列装置。 （７）仮配列板５を構成する貫通孔９を有する薄板６を
電鋳法によって形成することを特徴とする上記（５）又
は（６）に記載の金属球配列装置。 （８）仮配列板５を構成する薄板６の貫通孔９をレーザ
ー加工法によって穿孔することを特徴とする上記（５）
又は（６）に記載の金属球配列装置。 （９）仮配列板５上の保持孔８に金属球４を仮配列し、
仮配列した金属球を金属球配列治具１の金属球吸着孔１
１に吸着し、吸着した金属球４を金属球配列対象２に一
括転写して金属球４を該金属球配列対象２に配列し、金
属球配列治具１の金属球吸着孔１１の配置位置及び仮配
列板５上の保持孔８の配置位置は金属球配列対象２上の
金属球４を配列すべき位置に対応して配置してなる金属
球配列装置に用いる仮配列板５の製造方法であって、仮
配列板５の保持孔８は、薄板６に形成した貫通孔９と、
貫通孔９の底面に配置された微細網７とによって構成し
てなり、仮配列板５を構成する貫通孔９を有する薄板６
を電鋳法によって形成することを特徴とする仮配列板の
製造方法。 （１０）仮配列板上５の保持孔８に金属球４を仮配列
し、仮配列した金属球４を金属球配列治具１の金属球吸
着孔１１に吸着し、吸着した金属球を金属球配列対象２
に一括転写して金属球４を該金属球配列対象２に配列
し、金属球配列治具１の金属球吸着孔１１の配置位置及
び前記仮配列板５上の保持孔８の配置位置は金属球配列
対象２上の金属球４を配列すべき位置に対応して配置し
てなる金属球配列装置に用いる仮配列板５の製造方法で
あって、仮配列板５の保持孔８は、薄板６に形成した貫
通孔９と、貫通孔９の底面に配置された微細網７とによ
って構成してなり、仮配列板５を構成する薄板６の貫通
孔９をレーザー加工法によって穿孔することを特徴とす
ることを特徴とする仮配列板の製造方法。

【００１２】本発明の仮配列板５の保持孔８は、保持孔
８を形成すべき位置に薄板６に貫通孔９を形成し、該薄
板６に形成した貫通孔９と、該貫通孔９の底面に配置さ
れた微細網７とによって構成する。微細網７はメッシュ
開口の大きさが金属球４の直径よりも十分に小さいもの
を用いる。該保持孔８を有する薄板６と微細網７とを重
ねることによって上記仮配列板５を形成することができ
る。

【００１３】従来の仮配列板は非貫通の保持孔と小径の
吸引孔とを形成する必要があったが、本発明においては
薄板６は貫通孔９を形成すればいいので、製造方法の自
由度が広がり、電鋳法によって貫通孔９を有する薄板６
を直接成長させる方法、あるいはレーザー加工法によっ
て薄板６に貫通孔９を形成する方法等を採用することが
可能になる。

【００１４】微細網７は金属球４を通過させずに気体を
流通させることができるので、貫通孔９を有する薄板６
と微細網７とを重ね合わせて貫通孔９の底面に微細網７
を配置し、保持孔８を該貫通孔９と微細網７とで構成す
ることにより、金属球４を保持孔８の内部に保持しつつ
保持孔上部から底部に向けて気体を吸引することができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明は、半導体チップの電極と
外部回路との接合媒体となるバンプ、あるいはボールグ
リッドアレイ（ＢＧＡ）のバンプとして、微細金属球を
半導体基板や半導体チップ等に転写してバンプを形成す
る方法及び装置として特に有用である。この場合、配列
対象２は微細金属球を転写する半導体基板や半導体チッ
プであり、金属球４はバンプとしての金ボールや半田ボ
ールである。本発明を適用する金属球としては、直径が
４０μｍから８００μｍの微細金属球において特に有効
である。

【００１６】図１〜３に基づいて本発明を説明する。仮
配列板５は、図１に示すように薄板６と微細網７とで構
成され、表面に金属球４の保持孔８を有する。保持孔８
は、薄板６に形成した貫通孔９と、該貫通孔９の底面に
配置された微細網７とによって構成する。保持孔８の位
置は、金属球配列治具１の金属球吸着孔１１と対応する
位置に設けられる。仮配列板５の裏面側（微細網７を有
する側）には仮配列板ヘッド１０を配置する。仮配列板
５と仮配列板ヘッド１０とで吸引チャンバーを構成し、
該チャンバー内を負圧にすることによって保持孔を通じ
て外部の気体をチャンバー内に吸引することを可能にす
る。

【００１７】仮配列板５への金属球４の仮配列において
は、図２（ａ）に示すように仮配列板５の薄板６側の面
を上に向けて配置し、上部から金属球４を供給する。こ
のときに仮配列板５の裏面側を負圧として各保持孔８か
らガスを吸引し、該吸引ガスに伴って金属球４が容易に
かつ確実に各保持孔８に保持される。

【００１８】保持孔８の形状は、その直径が金属球の直
径より大きく、金属球の直径の１．６倍よりも小さい範
囲にあることが好ましい。保持孔の直径が金属球の直径
の１．６倍よりも大きいと、保持孔内に１個の金属球を
保持した上で更に別の金属球が拘束される可能性が発生
するためである。また、金属球の直径はばらつきを有し
ているので、保持孔の直径は金属球の規格直径の１．１
倍よりも大きいことが望ましい。保持孔８の開口部形状
は、円形とは限らず、矩形を採用してもよい。

【００１９】仮配列板５の薄板６の厚さは、金属球直径
の１．０倍〜１．２倍の範囲とすることが好ましい。薄
板６の厚さを金属球直径の１．０倍以上とすることによ
り、仮配列板上の余剰金属球を排除するためにエアーブ
ローあるいはブラシで外力を与えた場合に、正規に保持
孔８に保持された金属球４までも排除される可能性を皆
無にできるとともに、金属球４を保持孔８に保持した後
に金属球配列治具１を仮配列板５に密着することが可能
になる。また、薄板６の厚さを金属球直径の１．２倍以
下とすることにより、保持孔内に１個の金属球を保持し
た上で更に別の金属球が拘束される可能性を排除するこ
とができる。

【００２０】仮配列板５の保持孔８の底面に金属球４の
直径よりも十分に細かいメッシュの微細網７を配置する
ことにより、仮配列板５の保持孔８に金属球４を仮配列
するに際して前記微細網７を通して仮配列板５の下面か
ら真空吸引し、確実に保持孔８に金属球４を仮配列する
ことができる。該微細網７を通しての真空吸引により、
金属球４の仮配列に際して金属球はより迅速かつ確実に
保持孔内に取り込まれ、更にエアーブローによって余剰
金属球を排除する際にも取り込まれた金属球が排除され
るのを防止する上で役立つ。

【００２１】仮配列板５への金属球４の供給は、図２
（ａ）に示すような金属球供給装置１２を用いるのが好
ましい。金属球供給装置１２から連続的に金属球４を供
給しつつ該金属球供給装置１２を仮配列板５上で横移動
させる。金属球供給装置１２の供給口を通して連続的に
供給された金属球４が仮配列板上の保持孔８に保持さ
れ、仮配列板が多数の保持孔を有する場合においても短
時間で金属球の保持が完了する。

【００２２】金属球供給装置によって金属球を供給した
後には、仮配列板上に余剰の金属球が存在する。これら
余剰の金属球を確実に掃き出すためには、仮配列板上を
ガスブローして金属球を掃き出すためのノズルを配置
し、仮配列板上においてこのノズルを横移動することに
より、余分の金属球を仮配列板の外に掃き出すことがで
きる。ガス吹き出し口が仮配列板の幅と概略等しい幅を
有するノズルを使用すれば、ノズルを１回横移動するこ
とによって余剰金属球の掃き出しを完了することができ
る。

【００２３】金属球配列治具１は、図２（ｂ）に示すよ
うに、表面に貫通した金属球吸着孔１１を有する平板で
あり、背面から真空吸引して金属球吸着孔１１を負圧と
し、金属球４を吸引することができる。図２（ｂ）に示
すように金属球の保持が完了した仮配列板５に、図２
（ｃ）に示すように金属球配列治具１を密接させ、各保
持孔８と各金属球吸着孔１１とを対面させた上、金属球
吸着孔１１の背面から真空吸引を行って金属球吸着孔１
１に金属球４の吸着を行う。このときに仮配列板５の背
面から正圧を付与すれば、金属球の金属球吸着孔１１へ
の吸着をより確実に行なうことができる。金属球吸着完
了後、図２（ｄ）に示すように金属球配列治具１を仮配
列板５から引き離す。

【００２４】金属球吸着孔１１は、金属球４を転写すべ
き配列対象２の半導体チップ等の電極位置に対応して配
置されている。図示しない転写台に配列対象２を載置
し、図２（ｄ）のようにすべての金属球吸着孔に金属球
を吸着した金属球配列治具１を転写台上の配列対象２に
密接させ、金属球４を配列対象２に転写する。

【００２５】金属球４が金ボールである場合は、予め転
写台上の配列対象２を熱しておき、配列対象２の上の電
極と金ボールとの間を熱圧着によって圧着する。金属球
４が半田ボールである場合は、転写台上の配列対象２の
電極位置にフラックスを印刷塗布するか、あるいは金属
球配列治具１に吸着された半田ボールの先端にフラック
スを塗布した上で半田ボールを配列対象２に接触させて
転写を行う。

【００２６】金属球を仮配列した仮配列板５に金属球配
列治具１を接近させ、金属球を金属球吸着孔に吸着する
に際し、金属球吸着孔１１の背後から真空吸引を行う。
金属球と金属球吸着孔の間が離れているうちは、周辺の
空気も金属球吸着孔から吸引されるため、金属球を吸引
する十分な吸引力を発揮することができない。また、仮
配列板保持孔の微細網を通して正圧を付与して吸着を助
ける場合、仮配列板５と金属球配列治具１との間に隙間
が存在すると、正圧に押された金属球が金属球吸着孔１
１に吸着せずに仮配列板５と金属球配列治具１との間の
隙間に入り込む異常も僅かではあるが発生し得る。

【００２７】本発明は、仮配列板の薄板厚みを金属球直
径より大きくすることにより、仮配列板に仮配列した金
属球を前記金属球配列治具の金属球吸着孔に吸着するに
際し、図３（ａ）に示すように金属球配列治具１を仮配
列板５に密着させることによって上記問題を解決するこ
とができる。金属球配列治具１と仮配列板５が密着して
いるため、金属球吸着孔１１からの真空吸引によって金
属球吸着孔１１と金属球４との間の間隙は負圧となり、
大きな吸着力を発揮することができる。また、金属球４
が保持孔８から飛び出す異常の発生も防止することがで
きる。

【００２８】本発明においては、金属球吸着孔１１への
金属球４の吸着に際し、図３（ｂ）に示すように保持孔
８の底面側は微細網７であって該微細網に面する金属球
の部分は常圧の圧力を受けているので、金属球がこの常
圧の圧力に押されて吸着孔１１への吸着を有利に進める
ことができる。更に、仮配列板裏面側から常圧よりも高
い正圧を付与することにより、金属球の吸着をより円滑
に行うことができる。金属球は、金属球吸着孔の吸引力
と仮配列板裏面からの正圧の相乗作用で金属球配列治具
に押し付けられ、吸着不良の発生を低減することができ
る。

【００２９】仮配列板裏面から保持孔に付与する正圧と
しては、０．２〜１．５ｋｇ／ｃｍ ² Ｇの範囲が好まし
い。０．２ｋｇ／ｃｍ² Ｇ未満では常圧と同等の効果し
か得られず、１．５ｋｇ／ｃｍ² Ｇを超えると仮配列板
５に密着させた金属球配列治具１が浮いてしまい、保持
孔８から金属球４が隙間に飛び出す場合があるからであ
る。

【００３０】金属球４や仮配列板５が有する静電気は、
金属球と仮配列板との間の吸着力として働いて金属球配
列治具１への吸引を妨げたり、あるいは金属球と金属球
配列治具との間の吸着力として働いて金属球配列対象２
への転写を妨げる原因となる。本発明においては、前記
正圧を付与するに際し、正圧を与えるための気体にイオ
ナイザーによってイオンを付加してもよい。イオンを付
加された気体は保持孔８から放出する際に金属球から静
電気を除去する機能を有するため、金属球の静電気が除
去され、前記の問題点を解消して金属球の円滑な吸引、
円滑な転写を実現することができる。

【００３１】本発明の仮配列板５の薄板６の製造方法に
ついて説明する。直径８００μｍ以下、特に３００μｍ
以下の微細金属球の配列を目的とする場合、仮配列板５
の薄板６も厚みの薄い板を用いることができる。最も好
ましい薄板の製造方法として、貫通孔を有する薄板を電
鋳法によって形成する。電鋳法は、貫通孔９を有する薄
板６のパターンをガラスマスクに形成し、このガラスマ
スク上に金属をデポする方法である。貫通孔９の部分は
金属がデポされないので、ガラスマスク上には貫通孔９
を有する薄板６が形成される。多数の貫通孔９を有する
薄板６を１回のデポで作成することができるので、薄板
６を安価に製造することができる。また、貫通孔のパタ
ーンをガラスマスク上に高い位置精度で形成することが
できるので、従来のドリルによる保持孔形成に比較し、
仮配列板上の保持孔の位置精度が格段に向上する。薄板
６を電鋳法で製造する場合、薄板６の材質としてはニッ
ケル金属若しくはニッケル・コバルト合金が好ましい。

【００３２】貫通孔９を有する薄板６の製造方法とし
て、薄板の貫通孔をレーザー加工法によって穿孔するこ
ともできる。従来の仮配列板の保持孔は２段孔であるた
めドリル穿孔を採用せざるをえなかったが、本発明の場
合は薄板上に貫通孔を形成するので、レーザー加工法を
採用することが可能である。レーザー加工法であれば、
微細な直径の孔を高い位置精度で穿孔することができ
る。

【００３３】薄板６の貫通孔をレーザー加工法によって
穿孔する場合、薄板６の材質としてはステンレス鋼、あ
るいはポリイミド樹脂等の樹脂を用いることができる。
ステンレス鋼であれば強度、耐食性に優れ、かつ加工性
も良好である。ポリイミド樹脂は加工性が良好であり、
かつ安価に入手することができる。金属球として半田ボ
ールを用いる場合、仮配列板からの半田ボールの離脱性
を良好に保つ上では樹脂性とすることが好ましい。

【００３４】微細網７の材質としては、ステンレス鋼ま
たは樹脂を用いることができる。薄板６を樹脂製とした
場合、微細網７としてステンレス鋼等の金属を用いるこ
とによって仮配列板５からの静電気除去を容易に行なう
ことができるので好ましい。

【００３５】金属球供給装置１２に関する好ましい実施
の形態について説明する。金属球供給装置１２における
金属球供給口の下端は、金属球供給時において該下端と
仮配列板５との間が一定間隔に保たれる形状を有してい
ることが好ましい。更に、該下端と仮配列板との間隔が
金属球直径の１．２〜５倍の範囲にあることがより好ま
しい。金属球供給装置内を落下して供給された金属球
は、金属球供給口の下端と仮配列板との間の狭い間隙を
通って排出される過程で速度が低下し、仮配列板上の保
持孔に確実にかつ短時間に金属球が保持される。金属球
供給口下端と仮配列板との間隔が金属球直径の１．２倍
未満であると、該間隙に金属球が詰まって供給不良が発
生することがあるので好ましくない。また、該間隙が金
属球直径の５倍を超えると、金属球が速やかに放出され
るために金属球の落下速度が十分に低下せず、確実に保
持孔に保持できない場合が生ずるので好ましくない。

【００３６】仮配列板の保持孔に金属球の保持を完了し
た後、金属球配列治具１を仮配列板に面して密接させ
る。仮配列板の各保持孔８と金属球配列治具の各金属球
吸着孔１１が１対１に対応して対面し、金属球吸着孔１
１を通して真空吸引することによって金属球が該金属球
吸着孔に吸引される。

【００３７】金属球配列治具１の金属球吸着孔１１に金
属球４を吸着した後、通常は配列対象２への転写の前に
金属球吸着異常発見のための検査を行う。検査は一般的
に光学的な検出手段を用いて行われる。例えば、金属球
配列治具の正面からＩＴＶを用いて観察する方法が一般
的である。吸着異常のうち、吸着すべき位置に金属球が
吸着されていない金属球欠落異常は光学的手段によって
確実に把握することができる。一方、余剰の金属球が吸
着した異常は、余剰金属球が正常な金属球の真下に付着
しているような場合には、上記ＩＴＶを用いた光学的手
段では検出が困難である。

【００３８】本発明の仮配列板を使用する金属球の配列
においては、金属球欠落異常はほんの僅か発生があるも
のの、余剰金属球発生はほぼ完璧に撲滅することができ
た。そのため、上記通常用いられる検査手段によって
も、検査で異常を見逃す頻度が極めて少なくなるという
効果を得ることができた。

【００３９】金属球として半田ボールを用いる場合は、
金属球を配列対象に転写する前に、通常は配列対象の転
写位置あるいは半田ボールにフラックスの転写を行う。
余剰金属球が付着したままで気づかずに転写を行うと、
余剰金属球を通じてフラックスが金属球配列治具に付着
するというトラブルが発生する原因となる。このような
場合、余剰金属球を転写した１個の半導体素子が不良と
なるのみならず、フラックスが付着した金属球配列治具
を洗浄しない限り次の作業を再開することができず、装
置の生産性を著しく低下させることとなる。

【００４０】本発明の仮配列板を使用する金属球の配列
においては、上記のように余剰金属球の発生がほとんど
ないので、金属球配列治具へのフラックスの付着による
生産性の低下を防止することが可能になった。

【００４１】

【実施例】直径７６０μｍ及び直径２５０μｍの半田ボ
ールを半導体基板上に転写する場合について本発明を適
用した。１回に転写する半田ボールの個数は、いずれの
直径の場合も３３６個であった。本発明例Ｎｏ．１及は
直径７６０μｍの半田ボールの配列、本発明例Ｎｏ．２
は直径２５０μｍの半田ボールの配列を行なった。

【００４２】仮配列板５の薄板６及び微細網７の材質に
はステンレス鋼を用いた。薄板５の貫通孔９の製造方法
としてはレーザー加工法を採用した。仮配列板５の背後
には図１に示すように仮配列板ヘッド１０を配置し、該
ヘッド内を減圧あるいは正圧とすることができる。

【００４３】本発明例Ｎｏ．１では、薄板６の厚みは８
００μｍ、貫通孔９の直径は８５０μｍ、微細網７のメ
ッシュは１２５μｍとした。本発明例Ｎｏ．２では、薄
板６の厚みは３００μｍ、貫通孔９の直径は３００μ
ｍ、微細網７のメッシュは５３μｍとした。

【００４４】金属球供給装置１２及び金属球吸着治具１
として図２に示すものを用い、半田ボールを半導体基板
上に転写した。半田ボールを保持孔８に保持するときは
仮配列板ヘッド内を減圧することにより保持孔８の微細
網７を通じて吸引を行ない、半田ボールの保持を確実に
行なった。半田ボールを金属球配列治具１の金属球吸着
孔１１に吸着する際は、仮配列板ヘッド内を正圧とし、
半田ボールの吸着を確実に行なった。仮配列板を用いた
ことにより、金属球吸着治具１への半田ボールの余剰吸
着の発生、あるいは半田ボール吸着不足の発生はいずれ
も皆無であった。

【００４５】

【発明の効果】本発明により、仮配列板上の保持孔に金
属球を仮配列し、該仮配列した金属球を金属球配列治具
の金属球吸着孔に吸着し、該吸着した金属球を金属球配
列対象に一括転写して金属球を該金属球配列対象に配列
する金属球配列方法及び装置において、配列する金属球
の個数が多くかつ金属球が小径化した場合であっても、
製造コストがかからず、保持孔の位置合わせ精度の高い
仮配列板を用いる金属球配列方法及び金属球配列装置、
並びに該仮配列板の製造方法が得られた。

【００４６】本発明は金属球の配列に仮配列板を用いる
ので、金属球配列治具への金属球の吸着を確実に行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の仮配列板を示す図であり、（ａ）は全
体斜視図、（ｂ）は部分断面図である。

【図２】本発明によって金属球を配列する状況を示す斜
視図及び断面図であり、（ａ）は仮配列板に金属球を仮
配列する概念図、（ｂ）は金属球を保持した仮配列板に
金属球配列治具を接近させる状況、（ｃ）は仮配列板に
金属球配列治具を密着させた状況、（ｄ）は金属球配列
治具に金属球を吸着した状況を示す各断面図である。

【図３】仮配列板の保持孔中に保持した金属球を金属球
配列治具に吸着させる状況を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１ 金属球配列治具 ２ 配列対象 ３ 転写台 ４ 金属球 ５ 仮配列板 ６ 薄板 ７ 微細網 ８ 保持孔 ９ 貫通孔 １０ 仮配列板ヘッド １１ 金属球吸着孔 １２ 金属球供給装置

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年５月２日（２０００．５．２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは以下の通りである。 （１）仮配列板５上の保持孔８に金属球４を仮配列し、
仮配列した金属球４を金属球配列治具１の金属球吸着孔
１１に吸着し、吸着した金属球を金属球配列対象２に一
括転写して金属球４を該金属球配列対象２に配列し、金
属球配列治具１の金属球吸着孔１１の配置位置及び前記
仮配列板５上の保持孔８の配置位置は金属球配列対象上
の金属球４を配列すべき位置に対応して配置してなる金
属球配列方法において、仮配列板５の保持孔８は、薄板
６に形成した貫通孔９と、貫通孔９の底面に配置された
微細網７とによって構成してなり、貫通孔９の直径は金
属球４の直径よりも大きく、微細網７のメッシュ開口の
大きさは金属球４の直径よりも小さいことを特徴とする
金属球配列方法。 （２）仮配列板５を構成する薄板６の厚みが金属球直径
の１．０〜１．２倍であることを特徴とする上記（１）
に記載の金属球配列方法。 （３）仮配列板５を構成する貫通孔９を有する薄板６を
電鋳法によって形成することを特徴とする上記（１）又
は（２）に記載の金属球配列方法。 （４）仮配列板５を構成する薄板６の貫通孔９をレーザ
ー加工法によって穿孔することを特徴とする上記（１）
又は（２）に記載の金属球配列方法。 （５）金属球４を仮配列するための保持孔８を有する仮
配列板５と、仮配列した金属球４を吸着して金属球配列
対象２に一括転写するための金属球吸着孔１１を有する
金属球配列治具１とを有し、金属球配列治具１の金属球
吸着孔１１の配置位置及び仮配列板５上の保持孔８の配
置位置は金属球配列対象２上の金属球４を配列すべき位
置に対応して配置してなる金属球配列装置において、仮
配列板５の保持孔８は、薄板６に形成した貫通孔９と、
貫通孔９の底面に配置された微細網７とによって構成し
てなり、貫通孔９の直径は金属球４の直径よりも大き
く、微細網７のメッシュ開口の大きさは金属球４の直径
よりも小さいことを特徴とする金属球配列装置。 （６）仮配列板５を構成する薄板６の厚みが金属球直径
の１．０〜１．２倍であることを特徴とする上記（５）
に記載の金属球配列装置。 （７）仮配列板５を構成する貫通孔９を有する薄板６を
電鋳法によって形成することを特徴とする上記（５）又
は（６）に記載の金属球配列装置。 （８）仮配列板５を構成する薄板６の貫通孔９をレーザ
ー加工法によって穿孔することを特徴とする上記（５）
又は（６）に記載の金属球配列装置。 （９）仮配列板５上の保持孔８に金属球４を仮配列し、
仮配列した金属球を金属球配列治具１の金属球吸着孔１
１に吸着し、吸着した金属球４を金属球配列対象２に一
括転写して金属球４を該金属球配列対象２に配列し、金
属球配列治具１の金属球吸着孔１１の配置位置及び仮配
列板５上の保持孔８の配置位置は金属球配列対象２上の
金属球４を配列すべき位置に対応して配置してなる金属
球配列装置に用いる仮配列板５の製造方法であって、仮
配列板５の保持孔８は、薄板６に形成した貫通孔９と、
貫通孔９の底面に配置された微細網７とによって構成し
てなり、仮配列板５を構成する貫通孔９を有する薄板６
を電鋳法によって形成することを特徴とする仮配列板の
製造方法。 （１０）仮配列板上５の保持孔８に金属球４を仮配列
し、仮配列した金属球４を金属球配列治具１の金属球吸
着孔１１に吸着し、吸着した金属球を金属球配列対象２
に一括転写して金属球４を該金属球配列対象２に配列
し、金属球配列治具１の金属球吸着孔１１の配置位置及
び前記仮配列板５上の保持孔８の配置位置は金属球配列
対象２上の金属球４を配列すべき位置に対応して配置し
てなる金属球配列装置に用いる仮配列板５の製造方法で
あって、仮配列板５の保持孔８は、薄板６に形成した貫
通孔９と、貫通孔９の底面に配置された微細網７とによ
って構成してなり、仮配列板５を構成する薄板６の貫通
孔９をレーザー加工法によって穿孔することを特徴とす
ることを特徴とする仮配列板の製造方法。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仮配列板上の保持孔に金属球を仮配列
   し、該仮配列した金属球を金属球配列治具の金属球吸着
   孔に吸着し、該吸着した金属球を金属球配列対象に一括
   転写して金属球を該金属球配列対象に配列し、前記金属
   球配列治具の金属球吸着孔の配置位置及び前記仮配列板
   上の保持孔の配置位置は金属球配列対象上の金属球を配
   列すべき位置に対応して配置してなる金属球配列方法に
   おいて、前記仮配列板の保持孔は、薄板に形成した貫通
   孔と、該貫通孔の底面に配置された微細網とによって構
   成してなることを特徴とする金属球配列方法。
2. 【請求項２】 前記仮配列板を構成する薄板の厚みが金
   属球直径の１．０〜１．２倍であることを特徴とする請
   求項１に記載の金属球配列方法。
3. 【請求項３】 前記仮配列板を構成する貫通孔を有する
   薄板を電鋳法によって形成することを特徴とする請求項
   １又は２に記載の金属球配列方法。
4. 【請求項４】 前記仮配列板を構成する薄板の貫通孔を
   レーザー加工法によって穿孔することを特徴とする請求
   項１又は２に記載の金属球配列方法。
5. 【請求項５】 金属球を仮配列するための保持孔を有す
   る仮配列板と、該仮配列した金属球を吸着して金属球配
   列対象に一括転写するための金属球吸着孔を有する金属
   球配列治具とを有し、前記金属球配列治具の金属球吸着
   孔の配置位置及び前記仮配列板上の保持孔の配置位置は
   金属球配列対象上の金属球を配列すべき位置に対応して
   配置してなる金属球配列装置において、前記仮配列板の
   保持孔は、薄板に形成した貫通孔と、該貫通孔の底面に
   配置された微細網とによって構成してなることを特徴と
   する金属球配列装置。
6. 【請求項６】 前記仮配列板を構成する薄板の厚みが金
   属球直径の１．０〜１．２倍であることを特徴とする請
   求項５に記載の金属球配列装置。
7. 【請求項７】 前記仮配列板を構成する貫通孔を有する
   薄板を電鋳法によって形成することを特徴とする請求項
   ５又は６に記載の金属球配列装置。
8. 【請求項８】 前記仮配列板を構成する薄板の貫通孔を
   レーザー加工法によって穿孔することを特徴とする請求
   項５又は６に記載の金属球配列装置。
9. 【請求項９】 仮配列板上の保持孔に金属球を仮配列
   し、該仮配列した金属球を金属球配列治具の金属球吸着
   孔に吸着し、該吸着した金属球を金属球配列対象に一括
   転写して金属球を該金属球配列対象に配列し、前記金属
   球配列治具の金属球吸着孔の配置位置及び前記仮配列板
   上の保持孔の配置位置は金属球配列対象上の金属球を配
   列すべき位置に対応して配置してなる金属球配列装置に
   用いる仮配列板の製造方法であって、前記仮配列板の保
   持孔は、薄板に形成した貫通孔と、該貫通孔の底面に配
   置された微細網とによって構成してなり、前記仮配列板
   を構成する貫通孔を有する薄板を電鋳法によって形成す
   ることを特徴とする仮配列板の製造方法。
10. 【請求項１０】 仮配列板上の保持孔に金属球を仮配列
    し、該仮配列した金属球を金属球配列治具の金属球吸着
    孔に吸着し、該吸着した金属球を金属球配列対象に一括
    転写して金属球を該金属球配列対象に配列し、前記金属
    球配列治具の金属球吸着孔の配置位置及び前記仮配列板
    上の保持孔の配置位置は金属球配列対象上の金属球を配
    列すべき位置に対応して配置してなる金属球配列装置に
    用いる仮配列板の製造方法であって、前記仮配列板の保
    持孔は、薄板に形成した貫通孔と、該貫通孔の底面に配
    置された微細網とによって構成してなり、前記仮配列板
    を構成する薄板の貫通孔をレーザー加工法によって穿孔
    することを特徴とすることを特徴とする仮配列板の製造
    方法。