JP2002289635A - ボール転写装置およびボール整列装置 - Google Patents

ボール転写装置およびボール整列装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性ボールを吸着、転写してバンプ電極を
形成するボール転写装置であって、ボール吸着を確実に
行えるボール転写装置を提供する。 【解決手段】 整列孔４１を有するボール整列パレット
４とボール吸着プレート３とからなるボール転写装置で
あって、ボール整列パレット４に整列されているボール
６を、ボール吸着プレート３に吸着する際に、ボール吸
着プレート３によって整列孔４１を密閉して覆う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ接
続やボールグリッドアレイ等におけるバンプ装置に関
し、特に、ハンダ、金等の導電性ボールを半導体チッ
プ、配線基板等に転写するためのボール転写装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップの実装において、フリップ
チップ、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）、ボールグ
リッドアレイ（ＢＧＡ）等のバンプ電極を形成する方法
には、はんだボールに代表される導電性ボールを配列さ
せることにより行う方法がある。
【０００３】ボールを配列させる方法としては、配線基
板等の電極パッドに対応する位置に、エッチング法や電
鋳法等によって吸着孔が形成されたボール吸着プレート
に真空吸引することによって吸着孔にボールを吸着さ
せ、配線基板等の上で真空吸引を解除することにより、
電極パッドへボールを配列・搭載し、バンプを形成する
方法が開発され、実用化もなされている。
【０００４】ところで、ボール吸着プレートにボールを
吸着する方法としては、ランダムに載置されている導電
性ボールを吸着する方法が一般的であった。この方法で
は、吸着すべき導電性ボールの位置が不定であったため
に、確実に吸着することが困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本出願人は、
吸着ヘッドのボールを吸着の確実性を向上させたボール
転写方法を、特願平11-311866号（以下、関連出願とい
う）として提案している。
【０００６】上記関連出願は、ボール吸着プレートの吸
着する配置と同じ配列で所定位置に導電性ボールが収容
されているパレットから導電性ボールを吸着するように
した方法であり、ボール吸着の確実性の向上を意図した
ものである。
【０００７】ところで、半導体チップがより一層細密に
なり、導電性ボールが微細になる傾向に拍車がかかり、
この結果、整列パレットの整列孔に収容されている導電
性ボールが、整列孔の底部や壁に付着した場合には、ボ
ール吸着プレートに吸着することが困難な場合がある。
【０００８】吸引圧力を強くすることで付着しているボ
ールを離脱させようとすると、吸引時に吸着孔に衝突す
る衝撃が大きくなり、かえってボール吸着が不安定にな
るという問題がある。
【０００９】そこで、上記関連出願では、整列パレット
の整列孔の底部から強制的にガスを吹き込むことによっ
て、導電性ボールを整列孔の底部や壁から離脱させるよ
うにする方法を提案している。
【００１０】しかし、ボールがより微小になると、整列
孔の底部からボールにガスを吹き付けて壁等に付着して
いる導電性ボールを離脱させようとしたときに、ガスの
圧力を適切に選ぶことが難しく、圧力が弱い場合には導
電性ボールが離脱せず、逆に強すぎるとボールが吹き飛
ばされて変形するなどの不具合が発生する。
【００１１】また、半導体チップの微細化に伴い、電極
パッドの配列ピッチが小さくなる傾向にあり、隣り合う
ボール同士が静電気による影響を及ぼし合うという問題
も無視できなくなくなってきた。吸着パレットに吸着さ
れる際、ボール同士が静電気で引き付けあうことにより
正常な吸着孔に入らないといった不具合が発生する。
【００１２】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて成
されたものであり、その目的は、整列パレットに収容さ
れている導電性ボールを吸着パレットに過不足なく、か
つ無理なく吸着し、もって半導体チップの電極パッドに
確実にボールを転写するようにすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、電極パッドに対応する位置にボールを
整列させるための整列孔が形成されているボール整列パ
レットと、前記ボール整列パレットを載置するボール整
列パレット載台と、ボール整列パレットに形成された整
列孔に対応して吸着孔が形成されているボール吸着プレ
ートと、ボール吸着プレートに接続されるとともに、吸
着孔から真空吸引可能なように吸着孔と真空吸引流路と
が設けられているボール吸着基台とを有するボール転写
装置であって、前記ボール整列パレットに整列されてい
るボールを前記ボール吸着パレットに吸着する際に、前
記ボール吸着パレットによって前記整列孔を密閉して覆
うことを特徴とする。
【００１４】さらに、記ボール整列パレッには、整列孔
の底部に貫通する吸引孔を設けることが好ましい。
【００１５】さらに、前記整列パレットは、前記吸引孔
を前記整列孔に対して偏心させて配置するのが好まし
く、吸引孔は整列孔に対して複数設けてもよい。また
は、整列孔の中心の周りに複数の吸引孔を設ける配置で
もよい。
【００１６】また、前記整列孔に対して前記吸着孔を偏
心させてボールの吸着を行うようにするのが望ましい。
【００１７】また、前記整列パレットは、整列孔を設け
た第１の部材と吸引孔を設けた第２の部材とを接合する
ことによって形成してもよい。
【００１８】この場合、前記整列パレットは、整列孔を
設けた第１の部材と吸引孔を設けた第２の部材とを拡散
接合で接合するのが好ましい。
【００１９】また、前記ボール整列パレットは、前記整
列孔の深さを前記ボールの径に対する比率が０．５以上
でかつ１．１以下の値に設定するのが望ましい。
【００２０】さらに、好ましくは、前記ボール吸着プレ
ートには、下面にボールとの干渉を防ぐボール逃げ孔を
設ける。
【００２１】さらに、前記吸着パレットは、吸着孔を設
けた第１の部材と逃げ部を設けた第２の部材とを接合す
ることによって形成してもよい。
【００２２】この場合に、前記吸着プレートは、吸着孔
を設けた第１の部材と逃げ部を設けた第２の部材とを有
機接着剤を介さない接合法で接合するのが好ましく、特
に、拡散接合で接合することが望ましい。その他、第１
の部材および第２の部材がガラスとシリコンの組み合わ
せあるいはシリコン同士の組み合わせの場合は静電接合
が好ましい。
【００２３】逃げ部の形状は、整列孔との組み合わせに
よりボールを密閉して覆う構造になる形状であればよい
が、ボール整列パレットとボール吸着プレートの加工精
度ばらつきや、ボール整列パレットとボール吸着プレー
トの位置合わせばらつきを吸収するために、逃げ孔を大
きくとることが望ましい。
【００２４】また、形状の異なる逃げ部を設けた第２の
部材を複数枚用意し、これを張り合わせることにより段
階的に逃げ部の形状が変化する構造にすると、吸着時に
ボールを吸着孔に導くことが可能である。
【００２５】さらに、逃げ部に斜面を設ける構造でもよ
い。斜面の形成方法としては、シリコンの異方性エッチ
ングによる方法が望ましい。シリコンの（１１１）方位
面を利用した正四角錐を形成し、これを逃げ孔とする
と、均等な斜面を形成できるので好ましい。
【００２６】あるいは、逃げ部に曲面を設ける構造でも
よい。曲面の形成方法としては、予め形成された逃げ部
の上に電鋳めっきにより金属相を析出させる方法や、有
機膜を形成する方法が望ましい。
【００２７】電鋳めっきによる方法では、予め形成した
逃げ部の上に析出相が形成され、逃げ部の角部に一様に
曲面が形成されるため好適である。
【００２８】また、有機膜を形成する方法としては、予
め逃げ部を形成したボール吸着プレートを真空炉中に設
置し、炉内を真空にした後、ポリイミド、ポリアミド、
ポリ尿素樹脂等の前駆体を炉内に導入し、加熱すること
により各種ポリマーを形成する方法が望ましい。
【００２９】この方法によれば、有機膜の厚みを制御す
ることが可能になるばかりでなく、逃げ部表面と逃げ孔
側面に均一に有機膜を形成することが可能であり、逃げ
部に均一な曲面を形成することが可能である。
【００３０】前記ボール整列パレット載台には、ボール
整列パレットに振動を付与する振動付与手段を設けるの
が好ましい。
【００３１】この場合に、前記振動付与手段は、圧電素
子が好ましい。
【００３２】また、好ましくは、前記ボール整列パレッ
トを撮像して収容されているボールの有無を監視する撮
像手段を設ける。
【００３３】
【作用】本発明では、ボール整列パレットに整列されて
いる導電性ボールをボール吸着プレートに真空吸引して
吸着する際に、ボール吸着プレートでもってボール整列
パレットの整列孔を密閉して覆う。
【００３４】これにより、導電性ボールを吸引する効率
を高めると共に、整列孔の底部に吸引孔を貫通させるこ
とによって、ボールを真空吸引する際にボール周囲に空
気の流れを作り、ボールが無理なく吸着孔に吸引され
る。
【００３５】また、密閉により隣り合う各々の空間で区
切られ、静電気によるボール間の干渉が防止できる。
【００３６】また、整列孔の底部に設ける吸引孔を整列
孔に対して偏心させて配置することにより、ボールの位
置を一定させる。吸引孔は整列孔に対して複数設けても
良く、整列孔の中心の周りに複数の吸引孔を設ける配置
でも良い。
【００３７】さらに、ボール整列パレット載台に振動付
与手段を設けることにより、その上に載置されているボ
ール整列パレットを振動させ、整列孔の底部や壁に付着
しているボールを離脱させる。
【００３８】一方、前記ボール整列パレットを撮像して
収容されているボールの有無を監視する撮像手段を設け
ることによって、欠点のある領域を避け、すべての整列
孔にボールが収容されている領域からボールを吸着する
ことによって、不良品の発生を防止する。
【００３９】また、吸着プレート、半導体チップ、基板
等を撮像しボールの有無を監視し、欠点を除去し不良品
の発生を防止する。
【００４０】ボール整列パレットの整列孔に吸引孔を設
けることにより、導電性液体中でボール整列パレットに
ボールを整列させる際、導電性液体の流路とボールが整
列孔に収まる経路が一致し、整列がスムーズに行える。
さらに、吸引孔から導電性液体が排出される効果も生じ
る。
【００４１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。
【００４２】（第１の実施の形態）図１を参照して、本
発明の第１の実施の形態について説明する。図１（ａ）
は、吸着ヘッド１が導電性ボール６を整列させたボール
整列パレット４上にあり、ボール吸着プレート３に導電
性ボール６を吸着する直前の状態を示し、図１（ｂ）
は、吸着ヘッド１を下降させてボール吸着プレート３を
ボール整列パレット４に密着させてボール６を吸着する
動作中を示し、図１（ｃ）はボール６を吸着した吸着ヘ
ッド１を、半導体チップ７上に移動して電極パッド７１
上にボール６を配置した状態を示す。
【００４３】吸着ヘッド１は、吸着ヘッド基台２とボー
ル吸着プレート３から成り、吸引手段接続口２１に接続
された図示しない吸引手段で吸引することによりボール
吸着プレート３のボール吸着孔３１にボール６を吸着し
保持する。
【００４４】ボール吸着プレート３の吸着孔３１は、図
１（ｃ）に示す半導体チップ７の電極パッド７１の配列
パターンと一致するように形成されている。
【００４５】ボール６の吸引は、真空吸引流路２１およ
び開口部２２を経由して吸着孔３１によって行われる
が、図１に示すように、吸着孔３１と開口部２２とを１
対１に対応させることは必ずしも必要でなく、図示しな
い吸引手段と吸着孔３１がボール６を吸引することが可
能なように吸引手段と吸着孔３１が接続されて設ければ
よい。
【００４６】ボール整列パレット４にはボール６を収容
する整列孔４１が設けられており、整列孔４１にボール
が整列された状態でボール整列パレット載台５に載置さ
れる。
【００４７】整列孔４１の配列パターンは、図１（ｃ）
に示す半導体チップ７の電極パッド７１の配列パターン
と一致するように形成されている。従って、整列孔４１
と吸着プレート３１とは同じ配列パターンで配列されて
いる。
【００４８】また、整列孔４１の底部には、吸引孔４２
がボール整列パレット４を貫通して設けられており、そ
の形状および大きさは、ボール６が整列孔４１の底部に
収容するのに支障のないように決定される。
【００４９】ボール整列パレット載台５は、ボール整列
パレット４を載置する台であり、ボール整列パレット４
の吸引孔４２に対応する位置に空気孔５２が形成されて
おり、空気流路５１を経て空気がボール整列パレット４
の吸引孔４２に自由に流入できるように形成されてい
る。ここで、空気孔５２は必ずしもボール整列パレット
４の吸引孔４２と１対１に対応する必要はなく、空気孔
５２に空気が出入りするように設けてあればよい。
【００５０】ボール吸着プレート３およびボール整列パ
レット４は、シリコン基板、金属、ガラス、セラミック
あるいは樹脂板から成り、エッチング等により精密に加
工される。
【００５１】次に、ボール６を吸着し、半導体チップ７
に転写する動作について説明する。
【００５２】吸着ヘッド１がボール整列パレット４の上
方で待機している状態で、ボール６が配列されたボール
整列パレット４がボール整列パレット載台５に載置され
ると、吸着ヘッド１を下降させてボール吸着プレート３
をボール整列パレット４に密着させる（図１（ｂ））。
【００５３】ここで、吸着孔３１の下面と整列孔４１の
上面とが密着する結果、吸着ヘッド基台２の開口部２２
からボール整列パレット４の吸引孔４２までが一つの空
気の流路となり、その中央でボール吸着プレート３の吸
着孔３１とボール整列パレット４の整列孔４１とが一体
となった空間となる。この結果、ボール６が各々の空間
で区切られ、静電気で引き合う等の干渉がなくなる。
【００５４】この状態で、吸着ヘッド１の吸引手段を動
作させると、吸引対象のスペースが狭く限定されている
ので、吸引効率が上がり、確実にボール６を吸着孔３１
に吸着することができる。
【００５５】また、吸引孔４２を通る気流のために、ボ
ール６が押し上げる力が働くために、整列孔４１の底部
や壁に付着しているボール６も離脱し、吸着孔３１に吸
着されやすくなる。
【００５６】ボール６を吸着した吸着ヘッド１を、ボー
ル６を吸着保持したまま上昇させ、図１（ｃ）に示すよ
うに半導体チップ７上に移動させ、吸着孔３１と電極パ
ッド７１を位置合わせし、吸着ヘッド１を下降させ、ボ
ール６を電極パッド７１に載置して、ボール６の転写を
完了する。
【００５７】このとき、ボール６がはんだ等の場合、ボ
ール６とボール吸着プレート３とを同時に転写し、その
状態でリフロー炉等で過熱しボールを溶融させ、ボール
が溶融中または凝固して電極パッド７１にバンプ電極を
形成した後に、ボール吸着プレート３を除去してもよ
い。
【００５８】（第２の実施の形態）図２を参照して、本
発明の第２の実施の形態について説明する。
【００５９】この実施の形態では、図２（ａ）および図
２（ｂ）に示すように、ボール整列パレット４の吸引孔
４２を整列孔４１の中心に対して偏心させて形成してあ
る。
【００６０】図１のように整列孔４１の中央に吸引孔４
２を設ける実施の形態では、吸引孔４２の形状を円形と
すると、吸引孔４２の入口に球形のボール６がすっぽり
嵌まることになり、吸引孔４２からの空気の流通が阻害
される恐れがあり、吸引孔４２を設けた効果が減少して
しまう。
【００６１】そこで、図３（ａ）に示すように、ボール
整列パレット４の吸引孔４２を整列孔４１の中心に対し
て偏心させて形成しておけば、ボール６によって吸引孔
４２が塞がれることがない。
【００６２】そのために、図３（ａ）の矢印に示すよう
に空気の流れが発生する結果、空気の流通がスムースで
ボール６の吸引を効率よく行うことができる。
【００６３】また、図３（ｂ）に示すように、吸引孔４
２を整列孔４１に対して偏心させると、空気の流れによ
ってボール６が整列孔４１の壁面に寄せられながら吸着
孔３１に吸着されるために、吸着孔３1に吸着される際
のボール６の位置が一定する。
【００６４】そこで、吸着プレート３の吸着孔３１の位
置を壁面に寄せられているボール６の位置とほぼ一致す
るように、整列孔４１の中心に対して偏心させて配置さ
せた状態で吸着ヘッド１を下降させてボール６を吸引す
るようにすれば、ボール６の吸着の確実性が向上する。
【００６５】また、整列パレット３に予めボール６を整
列する作業を液体中で行うことにより整列孔４１に整列
させる方法を用いるに際して、吸引孔４２を整列孔４１
の中心に対して偏心させて形成することにより、ボール
６によって吸引孔４２が塞がれることがなく、整列孔４
１に入った液体がスムースに排出される効果もある。
【００６６】さらに、ボール整列パレット３を液体中で
傾けて、その上でボールを転がして整列孔４１に納める
際、下方側に吸引孔４２が偏心している配置にすること
により、液体の流れがスムーズになり整列が容易にな
る。
【００６７】例えば、ボール６を整列させるための整列
孔４１が形成されているボール整列パレット４を導電性
液体の浴槽内に載置する。この場合、ボール６と導電性
液体とを同時にボール整列パレット３上に供給するボー
ル供給装置（図示せず）を設けておく。
【００６８】次に、ボール６を吸着する動作について説
明する。
【００６９】図２（ｂ）に示すように、吸着ヘッド１を
下降させて、ボール吸着プレート３と整列パレット４を
密着させた状態で、図示しない吸引手段により吸引を開
始すると、吸引孔４２からボール６の周囲を経て吸着孔
３１に達する気流が発生する。
【００７０】吸引孔４２はボール６によって塞がれてい
ないので、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように空
気がスムースに流通する。その結果、ボール６が底部や
壁面に付着していても、上記の空気の流れによってボー
ル６が離脱し、加えてボール６が一方の壁側に押し付け
られながら吸着孔３１に吸引される。
【００７１】ここで、図３（ｂ）に示すように、壁側に
寄せられたボール６と吸着孔３１の中心が一致するよう
に吸着ヘッド１をボール６が押し付けられている壁の方
にずらして位置決めすることにより、ボール６を確実に
吸着することができる。
【００７２】また、図３（ａ）および図３（ｂ）に示す
ように、整列孔４１を設けた第１の整列パレット部材４
３と吸引孔４２を設けた第２の整列パレット部材４４を
接合することによって形成してもよい。このように、そ
れぞれを個別に形成することによって図７（ａ）及び図
７（ｂ）に示すように、整列孔４１および吸引孔４２の
形成を容易に行うことができる。また、偏心孔の径およ
び偏心量を任意に選ぶことが可能となる。
【００７３】なお、この接合に当たって接着剤などの接
合剤を用いると、整列孔４１付近に接合剤がはみ出した
り、接合剤の厚みを一定に保つことが難しいために、ボ
ール６の整列孔４１の深さが一定しない恐れがある。拡
散接合などのような部材どうしを直接に接合する接合方
法が望ましい。
【００７４】（第３の実施の形態）図４を参照して、本
発明の第３の実施の形態について説明する。
【００７５】図４（ａ）に示すボール整列パレット４で
は、整列孔４１の深さをボールの径に対する比率が０．
５から１．１の範囲になるように形成している。この範
囲に整列孔４１の深さを形成すると、整列孔４１内でボ
ール６が安定して収容され、整列パレット４の移動に際
の振動等の影響で整列孔４１からボール６が飛出すこと
がない。飛び出しを防止する上では、より好ましくは、
０．７以上であることが望ましい。
【００７６】また、整列パレット３に予めボール６を整
列する作業を液体中で行うことにより整列孔４１に整列
させる方法を用いるに際して、一旦整列孔４１に収容さ
れたボール６に他のボール６が衝突することがあるが、
このときでも、上記のように整列孔４１の深さを設定し
てあれば、他のボールから受ける衝撃によって収容され
ている整列孔４１から飛出すことがない。
【００７７】また、より好ましくは、図８に示すよう
に、余分なボール６が、整列孔４１と整列孔４１に収ま
っているボール６との間に挟まることを予防する上で
１．１以下の範囲にあることが望ましい。
【００７８】さらに、余分なボールの付着を予防する上
では、１．０未満であることが望ましいが、ボール吸着
プレート３とボール整列パレット４とを密着させるとボ
ール６がつぶれる不具合が生じる。
【００７９】この場合、ボール吸着プレート３の下面
に、ボール逃げ孔３５を設けることにより、ボール吸着
プレート３と整列孔４１に収容されているボール６とが
干渉しないようにすることができる。また、ボール６と
吸着孔３１の先端位置との距離が最も吸着に好適な距離
となるようにボール逃げ孔３５の形状を設定する。
【００８０】ボール逃げ孔３５の深さは、ボール６の径
の１／２＋Ａからボール６の径＋Ａまでの範囲にあるこ
とが望ましい。ここで、Ａはボール６と吸着孔３１の先
端位置との隙間である。Ａはボール径の１０％から５０
％の範囲内にあることが望ましい。
【００８１】図４（ｂ）は、上記のようにボール６と吸
着孔３１の先端位置との距離を確保するように吸着プレ
ート３を形成した場合の吸着動作時の様子を示してお
り、この距離が離れているときには、ボール６を吸着孔
３１に吸着できない。一方、近すぎる場合には、吸着孔
３１に勢いよく当たってしまうために、跳ね返り、吸着
孔３１にボール６が正しく吸着されない。
【００８２】本発明者らが実験の結果、ボール６と吸着
孔３１の先端位置との距離が最も吸着に好適な距離は、
ボール６の径の３０％前後にとるのが好適と確認してい
る。
【００８３】一方、ボール逃げ孔３５は、図４に示すよ
うに、吸着孔３１を設けたボール吸着プレート台３３と
ボール逃げ孔３５を設けたボール逃げ孔プレート３４と
を接合することによって形成してもよい。
【００８４】なお、この接合に当たって接着剤などを接
合剤を用いると、吸着孔３１付近に接合剤がはみ出した
り、接合剤の厚みを一定に保つことが難しいために、ボ
ール６の吸着を阻害する恐れがある。そこで、拡散接合
等のような部材どうしを直接に接合する接合方法が望ま
しい。
【００８５】ボール逃げ孔３５の形状は、図９に示すよ
うに、整列孔４１よりも大きい径で形成すると、ボール
整列パレット４とボール吸着プレート３の加工精度ばら
つきや、吸着時のボール整列パレット４とボール吸着プ
レート３の位置合わせばらつきを吸収することができ
る。
【００８６】また、図１０に示すように複数のボール逃
げ孔プレート３４により段階的にボール逃げ孔３５を形
成してもよい。このような形状にすることにより、吸着
時にボールを吸着孔３１に導入する効果があり、位置ず
れ等が発生した場合でもボール吸着がスムーズに行え
る。
【００８７】また、ボール逃げ孔３５の形状は、図１１
に示すように斜面部３６を有する形状でもよく、また、
図１２に示すように曲面部３７を有する形状でもよい。
【００８８】ここで、斜面部３６は、例えば、シリコン
で形成される。この場合、斜面部３６は、シリコンの
（１１１）方位面である。
【００８９】また、曲面部３７は、例えば、電鋳めっき
により形成される。あるいは、曲面部３７を有機膜で形
成しても良い。この場合、有機膜は、ポリイミド、ポリ
アミド及びポリ尿素樹脂の内から選ばれる少なくとも１
種類以上の樹脂から成る。
【００９０】（第４の実施の形態）図５を参照して、本
発明の第４の実施の形態について説明する。
【００９１】図５に示す整列パレット載台５に、振動手
段８が接続されている。振動手段８に振動を加えると、
整列パレット載台５に載置されているボール整列パレッ
ト４が振動する。その結果、整列パレットの整列孔４１
に収容されているボール６に振動が伝わる。ボール６が
整列孔４１の底部あるいは壁部に付着している場合に
は、この振動により整列孔４１の底部あるいは壁部から
離れる。
【００９２】振動手段８は、ボール吸着プレート３によ
ってボール６の吸着を行う直前あるいは吸着動作中に動
作させることによって、整列孔４１の底部あるいは壁部
に付着しているボール６を離脱させるものであり、吸引
孔４２による空気の流れによるボール６の離脱を助ける
効果を果たす。
【００９３】なお、振動手段８としては、バイブレー
タ、超音波振動子、モータなどの採用が可能であるが、
制御が容易であり、微細な振動を加えることが可能であ
る圧電素子を使用するのが好ましい。
【００９４】（第５の実施の形態）図６を参照して、本
発明の第５の実施の形態について説明する。
【００９５】図６に示すように、ボール整列パレット４
上を監視する撮像装置９が設けられている。撮像装置９
は、ボール吸着パレット４が吸着するパターンの領域に
ついてきちんとボール６が整列孔４１に収容されている
かを監視し、吸着孔３１に欠点がある場合には、これを
避けて完備している領域に吸着ヘッドを位置決めし直し
て欠点がある転写作業をするのを防ぎ、不良品の発生を
防止する。この撮影装置９により、ボール６の配列に異
常がない領域を選別することができる。
【００９６】
【発明の効果】本発明によれば、ボール整列パレットに
整列されている導電性ボールをボール吸着プレートに真
空吸引して吸着する際に、ボール吸着プレートでもって
ボール整列パレットの整列孔を密閉して覆うことによっ
て、導電性ボールを吸引する効率を高めることができ
る。
【００９７】さらに、整列孔の底部に吸引孔を貫通させ
ることによって、ボールを真空吸引する際にボール周囲
に空気の流れを作り、この空気の流れに乗ってボールが
吸着プレートに吸着される。これにより、ボールが無理
なく吸着孔に吸引される。
【００９８】ボールが無理なく吸着孔に吸引されるため
に、微細なボールをボールを損傷させることなく吸着
し、基板の電極パッドに転写することができる。
【００９９】また、整列孔の底部に設ける吸引孔を整列
孔に対して偏心させて配置することにより、ボールの位
置を一定させるて吸着作業の確実性が向上する。
【０１００】さらに、ボール整列パレット載台に振動を
付与することで、整列孔の底部や壁に付着しているボー
ルを離脱させ、吸着作業を確実にすると共に、ボール整
列の効率も向上する。
【０１０１】また、ボール整列パレットを撮像して収容
されているボールの有無を監視する撮像手段を設けるこ
とによって、欠点のある領域を避け、すべての整列孔に
ボールが収容されている領域からボールを吸着すること
によって、不良品の発生を防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるボール転写装
置を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態によるボール転写装
置を示す図である。
【図３】本発明のボール整列パレットとボール吸着プレ
ートの構造を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態によるボール転写装
置を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態によるボール転写装
置を示す図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態について説明する図
である。
【図７】本発明のボール整列パレットの構造を示す図で
ある。
【図８】本発明のボール整列パレットの構造を示す図で
ある。
【図９】ボール逃げ孔の形状を示す図である。
【図１０】ボール逃げ孔の他の形状を示す図である。
【図１１】ボール逃げ孔の他の形状を示す図である。
【図１２】ボール逃げ孔の他の形状を示す図である。
【符号の説明】
１ 吸着ヘッド ２ 吸着ヘッド基台 ３ ボール吸着プレート ４ ボール整列パレット ５ ボール整列パレット載台 ６ ボール ７ 半導体チップ ８ 振動手段 ９ 撮像装置 ２１ 吸引手段接続口 ２２ 開口部 ２３ 真空吸引流路 ３１ 吸着孔 ３３ ボール吸着プレート台 ３４ ボール逃げ孔プレート ３５ ボール逃げ孔 ３６ 斜面部 ３７ 曲面部 ４１ 整列孔 ４２ 吸引孔 ４３ 第１の整列パレット部材 ４４ 第２の整列パレット部材 ５１ 空気流路 ５２ 空気孔 ７１ 電極パッド
フロントページの続き (72)発明者 北城 栄 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 嶋田 勇三 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 片平 明夫 静岡県浜松市大島町348 ジャパン・イ ー・エム株式会社内 (72)発明者 石田 淳 静岡県浜松市大島町348 ジャパン・イ ー・エム株式会社内 (72)発明者 寺島 優 静岡県浜松市大島町348 ジャパン・イ ー・エム株式会社内 (72)発明者 二上 和彦 静岡県浜松市大島町348 ジャパン・イ ー・エム株式会社内

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上の電極パッドにボールを転写する
    ためのボール転写装置において、 基板上の電極パッドに対応する位置にボールを整列させ
    るための整列孔が形成されているボール整列パレット
    と、 ボール整列パレットを載置するボール整列パレット載台
    と、 ボール整列パレットに形成された整列孔に対応して吸着
    孔が形成されているボール吸着プレートと、 ボール吸着プレートに接続されると共に、吸着孔から真
    空吸引可能なように吸着孔と真空吸引流路とが設けられ
    ているボール吸着基台とを有し、 ボール整列パレットに整列されているボールをボール吸
    着プレートに吸着する際に、ボール吸着プレートによっ
    て整列孔を密閉して覆うことを特徴とするボール転写装
    置。
  2. 【請求項２】 前記ボール整列パレットには、前記整列
    孔の底部に貫通する吸引孔が設けられていることを特徴
    とする請求項１に記載のボール転写装置。
  3. 【請求項３】 前記ボール整列パレットは、前記吸引孔
    が前記整列孔に対して偏心されて配置されていることを
    特徴とする請求項２に記載のボール転写装置。
  4. 【請求項４】 前記吸着プレートは、前記整列孔に対し
    て前記吸着孔を偏心させた状態でボールの吸着を行うこ
    とを特徴とする請求項３に記載のボール転写装置。
  5. 【請求項５】 前記ボール整列パレットは、前記整列孔
    を設けた第１の部材と前記吸引孔を設けた第２の部材と
    を接合することによって形成されることを特徴とする請
    求項３又は４に記載のボール転写装置。
  6. 【請求項６】 前記第１の部材と前記第２の部材とは拡
    散接合により接合されていることを特徴とする請求項５
    に記載のボール転写装置。
  7. 【請求項７】 前記ボール整列パレットの前記整列孔の
    深さは、前記ボールの径に対する比率で０．５以上かつ
    １．１以下の値に設定されていることを特徴とする請求
    項１から６のいずれか１つの請求項に記載のボール転写
    装置。
  8. 【請求項８】 前記ボール吸着プレートには、下面に前
    記ボールとの干渉を防ぐためのボール逃げ孔が設けられ
    ていることを特徴とする請求項１に記載のボール転写装
    置。
  9. 【請求項９】 前記ボール吸着プレートは、前記吸着孔
    を設けた第１の部材と前記ボール逃げ孔を設けた第２の
    部材とを接合することによって形成されることを特徴と
    する請求項８に記載のボール転写装置。
  10. 【請求項１０】 前記第１の部材と前記第２の部材とは
    拡散接合で接合されていることを特徴とする請求項９に
    記載のボール転写装置。
  11. 【請求項１１】 前記ボール逃げ孔には、所定の斜面が
    設けられていることを特徴とする請求項８から１０のい
    ずれか１つの請求項に記載のボール転写装置。
  12. 【請求項１２】 前記斜面はシリコンで形成されること
    を特徴とする請求項１１に記載のボール転写装置。
  13. 【請求項１３】 前記斜面が前記シリコンの（１１１）
    方位面であることを特徴とする請求項１２に記載のボー
    ル転写装置。
  14. 【請求項１４】 前記ボール逃げ孔には所定の曲面が設
    けられていることを特徴とする請求項８から１０のいず
    れか１つの請求項に記載のボール転写装置。
  15. 【請求項１５】 前記曲面が電鋳めっきにより形成され
    ることを特徴とする請求項１４に記載のボール転写装
    置。
  16. 【請求項１６】 前記曲面が有機膜で形成されているこ
    とを特徴とする請求項１４に記載のボール転写装置。
  17. 【請求項１７】 前記有機膜が、ポリイミド、ポリアミ
    ド及びポリ尿素樹脂の内から選ばれる少なくとも１種類
    以上の樹脂から成ることを特徴とする請求項１６に記載
    のボール転写装置。
  18. 【請求項１８】 前記ボール整列パレット載台には、前
    記ボール整列パレットに振動を付与する振動付与手段が
    設けられていることを特徴とする請求項１に記載のボー
    ル転写装置。
  19. 【請求項１９】 前記振動付与手段は、圧電素子である
    ことを特徴とする請求項１８に記載のボール転写装置。
  20. 【請求項２０】 前記ボール整列パレットを撮像して収
    容されているボールの有無を監視する撮像手段が設けら
    れていることを特徴とする請求項１から１９のいずれか
    １つの請求項に記載のボール転写装置。
  21. 【請求項２１】 前記撮影手段により前記ボールの配列
    に異常がない領域を選別することを特徴とする請求項２
    ０に記載のボール転写装置。
  22. 【請求項２２】 基板上の電極パッドに対応する位置に
    ボールを整列させるための整列孔が形成されているボー
    ル整列パレットを導電性液体の浴槽内に載置するボール
    整列装置であって、 上記整列孔の底部に貫通する吸引孔が設けられているこ
    とを特徴とするボール整列装置。
  23. 【請求項２３】 基板上の電極パッドに対応する位置に
    ボールを整列させるための整列孔が形成されているボー
    ル整列パレットと、 ボールと導電性液体とを同時に前記ボール整列パレット
    上に供給するボール供給装置とを有することを特徴とす
    るボール整列装置。
  24. 【請求項２４】 前記ボール整列パレットは、前記吸引
    孔が前記整列孔に対して偏心されて配置されていること
    を特徴とする請求項２２又は２３に記載のボール整列装
    置。
  25. 【請求項２５】 前記ボール整列パレットは、前記整列
    孔を設けた第１の部材と前記吸引孔を設けた第２の部材
    とを接合することによって形成されることを特徴とする
    請求項２２から２４のいずれか１つの請求項に記載のボ
    ール整列装置。
  26. 【請求項２６】 前記第１の部材と前記第２の部材とは
    拡散接合で接合されていることを特徴とする請求項２５
    に記載のボール整列装置。
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