JP2003023024A - はんだバンプレベリング方法 - Google Patents
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ベアチップタイプのＬＳＩに対して、はんだバ
ンプの除去時に、ベアチップにダメージを与えることな
く、また、除去後のはんだ高さが許容できる程度に均一
にできるはんだレベリング方法を提供することにある。 【解決手段】ＬＳＩ１０のはんだバンプ１２の形成面に
フラックスを供給し、ヒータ３０上に載置したＣｕ板２
０の上に、フラックスの供給されたバンプ形成面を下に
してＬＳＩ１０を置く。次に、ＬＳＩ１０の上に錘４０
を載せ、窒素雰囲気中でヒータ３０を加熱して、Ｃｕ板
２０及びＬＳＩ１０を加熱してはんだを溶融してＣｕ板
２０に転写させる。次に、吸着ヘッド５０を錘４０に対
して所望の距離となるまで近づけて錘４０とＬＳＩ１０
を吸着し、ＬＳＩをＣｕ板から分離する。
ンプの除去時に、ベアチップにダメージを与えることな
く、また、除去後のはんだ高さが許容できる程度に均一
にできるはんだレベリング方法を提供することにある。 【解決手段】ＬＳＩ１０のはんだバンプ１２の形成面に
フラックスを供給し、ヒータ３０上に載置したＣｕ板２
０の上に、フラックスの供給されたバンプ形成面を下に
してＬＳＩ１０を置く。次に、ＬＳＩ１０の上に錘４０
を載せ、窒素雰囲気中でヒータ３０を加熱して、Ｃｕ板
２０及びＬＳＩ１０を加熱してはんだを溶融してＣｕ板
２０に転写させる。次に、吸着ヘッド５０を錘４０に対
して所望の距離となるまで近づけて錘４０とＬＳＩ１０
を吸着し、ＬＳＩをＣｕ板から分離する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップ（Ｌ
ＳＩ）に形成されたはんだバンプをレベリングするはん
だバンプレベリング方法に関する。
ＳＩ）に形成されたはんだバンプをレベリングするはん
だバンプレベリング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】配線基板の上に、ＬＳＩを接続する際
に、はんだバンプを用いたボールグリッドアレイ（ＢＧ
Ａ）接続が用いられることがある。しかしながら、例え
ば、２０ｍｍ角のＬＳＩにおいては、接続に用いられる
はんだバンプの個数は、約５０００個あり、多層配線基
板とＬＳＩの接続端子間の未接続による接続不良が発生
する場合がある。このような接続不良が発生すると、一
旦、ＬＳＩを配線基板から外した上で、再接続するリペ
ア作業が必要となる。この際、配線基板から外されたＬ
ＳＩの接続面には、はんだが付着しているため、このは
んだは、はんだ除去装置により除去し、改めてはんだバ
ンプを形成するようにしている。
に、はんだバンプを用いたボールグリッドアレイ（ＢＧ
Ａ）接続が用いられることがある。しかしながら、例え
ば、２０ｍｍ角のＬＳＩにおいては、接続に用いられる
はんだバンプの個数は、約５０００個あり、多層配線基
板とＬＳＩの接続端子間の未接続による接続不良が発生
する場合がある。このような接続不良が発生すると、一
旦、ＬＳＩを配線基板から外した上で、再接続するリペ
ア作業が必要となる。この際、配線基板から外されたＬ
ＳＩの接続面には、はんだが付着しているため、このは
んだは、はんだ除去装置により除去し、改めてはんだバ
ンプを形成するようにしている。
【０００３】ここで、従来のはんだ除去装置としては、
例えば、特開２００１−７５０９号公報に記載されたも
のが知られている。この装置では、窒素雰囲気中でベー
スヒータを加熱し、Ｃｕ板をベースヒータ上に載せる。
吸着機構付きヘッドヒータでＬＳＩを吸着し、ヘッドヒ
ータを上昇させてＬＳＩを保持させ、ＬＳＩを予備加熱
する。次に、ヘッドヒータを下降させ、Ｃｕ板にＬＳＩ
のはんだバンプが形成されている面を押し付ける。この
状態が暫くの間維持されると、ＬＳＩのはんだバンプが
溶けてＣｕ板に転写される。その後、ＬＳＩを吸着した
状態のままヘッドヒータを上昇させることにより、Ｃｕ
板からＬＳＩが分離され、ＬＳＩのはんだバンプを除去
することができるものである。なお、ここで用いている
ＬＳＩは、パッケージタイプのＬＳＩである。
例えば、特開２００１−７５０９号公報に記載されたも
のが知られている。この装置では、窒素雰囲気中でベー
スヒータを加熱し、Ｃｕ板をベースヒータ上に載せる。
吸着機構付きヘッドヒータでＬＳＩを吸着し、ヘッドヒ
ータを上昇させてＬＳＩを保持させ、ＬＳＩを予備加熱
する。次に、ヘッドヒータを下降させ、Ｃｕ板にＬＳＩ
のはんだバンプが形成されている面を押し付ける。この
状態が暫くの間維持されると、ＬＳＩのはんだバンプが
溶けてＣｕ板に転写される。その後、ＬＳＩを吸着した
状態のままヘッドヒータを上昇させることにより、Ｃｕ
板からＬＳＩが分離され、ＬＳＩのはんだバンプを除去
することができるものである。なお、ここで用いている
ＬＳＩは、パッケージタイプのＬＳＩである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】それに対して、近年、
ベアチップタイプのＬＳＩを直接、基板上に接続するこ
とが行われている。このベアチップのリペア作業におい
て、例えば、特開２００１−７５０９号公報に記載され
た装置を使用して、はんだバンプの除去を試みたとこ
ろ、ベアチップをヘッドヒータによってＣｕ板に押し付
ける際にヘッドヒータによる機械的負荷がかかり、チッ
プの欠けやクラックが発生したり、チップに形成されて
いるパッシベーション膜やメタライズにダメージを与え
るという問題が生じることが判明した。また、ベアチッ
プに形成されているはんだバンプに対するはんだ除去が
一様に行われず、除去作業後のはんだ体積がばらつき、
チップに対してはんだバンプを再形成した場合の各バン
プ体積もばらつき、バンプ高さが許容できる程度に均一
とはならないという問題が生じることが判明した。
ベアチップタイプのＬＳＩを直接、基板上に接続するこ
とが行われている。このベアチップのリペア作業におい
て、例えば、特開２００１−７５０９号公報に記載され
た装置を使用して、はんだバンプの除去を試みたとこ
ろ、ベアチップをヘッドヒータによってＣｕ板に押し付
ける際にヘッドヒータによる機械的負荷がかかり、チッ
プの欠けやクラックが発生したり、チップに形成されて
いるパッシベーション膜やメタライズにダメージを与え
るという問題が生じることが判明した。また、ベアチッ
プに形成されているはんだバンプに対するはんだ除去が
一様に行われず、除去作業後のはんだ体積がばらつき、
チップに対してはんだバンプを再形成した場合の各バン
プ体積もばらつき、バンプ高さが許容できる程度に均一
とはならないという問題が生じることが判明した。
【０００５】本発明の目的は、ベアチップタイプのＬＳ
Ｉに対して、はんだバンプの除去時に、ベアチップにダ
メージを与えることなく、また、除去後のはんだ高さが
許容できる程度に均一にできるはんだレベリング方法を
提供することにある。
Ｉに対して、はんだバンプの除去時に、ベアチップにダ
メージを与えることなく、また、除去後のはんだ高さが
許容できる程度に均一にできるはんだレベリング方法を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、ＬＳＩに付着したはんだバンプを除去す
るはんだバンプレベリング方法において、上記ＬＳＩの
はんだバンプ形成面にフラックスを供給し、ヒータ上に
載置したＣｕ板上に、フラックスの供給されたバンプ形
成面を下にして上記ＬＳＩを置き、上記ＬＳＩの上に錘
を載せ、窒素雰囲気中で上記ヒータを加熱し、上記Ｃｕ
板及び上記ＬＳＩを加熱してはんだを溶融して上記Ｃｕ
板に転写させ、吸着ヘッドを錘に対して所望の距離とな
るまで近づけて上記錘と上記ＬＳＩを吸着し、上記ＬＳ
Ｉを上記Ｃｕ板から分離するようにしたものである。か
かる方法により、ベアチップタイプのＬＳＩに対して、
はんだバンプの除去時に、ベアチップにダメージを与え
ることなく、また、除去後のはんだ高さが許容できる程
度に均一にできるものとなる。
め、本発明は、ＬＳＩに付着したはんだバンプを除去す
るはんだバンプレベリング方法において、上記ＬＳＩの
はんだバンプ形成面にフラックスを供給し、ヒータ上に
載置したＣｕ板上に、フラックスの供給されたバンプ形
成面を下にして上記ＬＳＩを置き、上記ＬＳＩの上に錘
を載せ、窒素雰囲気中で上記ヒータを加熱し、上記Ｃｕ
板及び上記ＬＳＩを加熱してはんだを溶融して上記Ｃｕ
板に転写させ、吸着ヘッドを錘に対して所望の距離とな
るまで近づけて上記錘と上記ＬＳＩを吸着し、上記ＬＳ
Ｉを上記Ｃｕ板から分離するようにしたものである。か
かる方法により、ベアチップタイプのＬＳＩに対して、
はんだバンプの除去時に、ベアチップにダメージを与え
ることなく、また、除去後のはんだ高さが許容できる程
度に均一にできるものとなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図１を用いて、本発明の一
実施形態によるはんだレベリング方法の内容について説
明する。図１は、本発明の一実施形態によるはんだレベ
リング方法の作業内容を示す工程図である。
実施形態によるはんだレベリング方法の内容について説
明する。図１は、本発明の一実施形態によるはんだレベ
リング方法の作業内容を示す工程図である。
【０００８】はんだレベリング作業の前提として、ま
ず、リペア作業の必要なＬＳＩを、このＬＳＩが搭載さ
れている配線基板から取り外す作業を行う。この作業
は、周知の方法を用いて行われる。本実施形態において
は、ＬＳＩとしてベアチップを想定している。取り外さ
れたＬＳＩには、配線基板との接続に使用されたはんだ
バンプが、凡そ不均一な状態で付着している。
ず、リペア作業の必要なＬＳＩを、このＬＳＩが搭載さ
れている配線基板から取り外す作業を行う。この作業
は、周知の方法を用いて行われる。本実施形態において
は、ＬＳＩとしてベアチップを想定している。取り外さ
れたＬＳＩには、配線基板との接続に使用されたはんだ
バンプが、凡そ不均一な状態で付着している。
【０００９】本実施形態によるはんだレベリング方法に
おいては、最初に、図１（Ａ）に示すように、配線基板
から取り外されたＬＳＩ１０のうち、はんだバンプ１２
が付着している面に、適量のフラックスＦを供給する。
このように、はんだレベリング作業にあたって、最初
に、はんだバンプ１２に付着している面に、フラックス
Ｆを供給することが、本実施形態における第１の特徴で
ある。配線基板から取り外されたＬＳＩ１０に付着して
いるはんだバンプ１２の表面には、酸化膜が形成されて
いるため、はんだバンプを溶融する際に溶融しにくいも
のである。それに対して、はんだバンプ１２の付着して
いる面にフラックスＦを供給することにより、はんだバ
ンプ１２の表面の酸化膜が除去され、はんだバンプ１２
が溶融し易くなり、また、均一に溶融できるため、後述
する工程で、Ｃｕ板に溶融したはんばを転写する際に、
均一に転写して、ＬＳＩの面からのはんだバンプの除去
を均一に行い、結果として、ＬＳＩの面に付着して残存
するはんだバンプの高さを均一化（レベリング）できる
ものである。また、フラックスＦを供給することによ
り、溶融したはんだの拡がり性を向上できるので、後述
する工程で、Ｃｕ板に溶融したはんばを転写する際に、
均一に転写して、ＬＳＩの面からのはんだバンプの除去
を均一に行い、結果として、ＬＳＩの面に付着して残存
するはんだバンプの高さを均一化（レベリング）できる
ものである。
おいては、最初に、図１（Ａ）に示すように、配線基板
から取り外されたＬＳＩ１０のうち、はんだバンプ１２
が付着している面に、適量のフラックスＦを供給する。
このように、はんだレベリング作業にあたって、最初
に、はんだバンプ１２に付着している面に、フラックス
Ｆを供給することが、本実施形態における第１の特徴で
ある。配線基板から取り外されたＬＳＩ１０に付着して
いるはんだバンプ１２の表面には、酸化膜が形成されて
いるため、はんだバンプを溶融する際に溶融しにくいも
のである。それに対して、はんだバンプ１２の付着して
いる面にフラックスＦを供給することにより、はんだバ
ンプ１２の表面の酸化膜が除去され、はんだバンプ１２
が溶融し易くなり、また、均一に溶融できるため、後述
する工程で、Ｃｕ板に溶融したはんばを転写する際に、
均一に転写して、ＬＳＩの面からのはんだバンプの除去
を均一に行い、結果として、ＬＳＩの面に付着して残存
するはんだバンプの高さを均一化（レベリング）できる
ものである。また、フラックスＦを供給することによ
り、溶融したはんだの拡がり性を向上できるので、後述
する工程で、Ｃｕ板に溶融したはんばを転写する際に、
均一に転写して、ＬＳＩの面からのはんだバンプの除去
を均一に行い、結果として、ＬＳＩの面に付着して残存
するはんだバンプの高さを均一化（レベリング）できる
ものである。
【００１０】次に、図１（Ｂ）に示すように、はんだ除
去装置のベースヒータ３０上に、Ｃｕ板２０を載せ、そ
の上にフラックスＦが供給されたバンプ付着面を下にし
てＬＳＩ１０を載置する。
去装置のベースヒータ３０上に、Ｃｕ板２０を載せ、そ
の上にフラックスＦが供給されたバンプ付着面を下にし
てＬＳＩ１０を載置する。
【００１１】はんだが転写されるＣｕ板２０の表面に
は、Ｎｉ及びＡｕメッキが施されている。また、Ｃｕ板
２０の表面形状は、所定のピッチで形成された凹凸の平
行な溝が互いに直交するように配置されたメッシュ形状
としている。Ｃｕ板２０の表面を凹凸のあるメッシュ形
状とすることにより、Ｃｕ板２０の表面積を大きくし
て、溶融したはんだの濡れ面積を大きくできるので、は
んだ除去性が向上するものである。
は、Ｎｉ及びＡｕメッキが施されている。また、Ｃｕ板
２０の表面形状は、所定のピッチで形成された凹凸の平
行な溝が互いに直交するように配置されたメッシュ形状
としている。Ｃｕ板２０の表面を凹凸のあるメッシュ形
状とすることにより、Ｃｕ板２０の表面積を大きくし
て、溶融したはんだの濡れ面積を大きくできるので、は
んだ除去性が向上するものである。
【００１２】更に、ＬＳＩ１０の上に錘４０を載せる。
本実施形態においては、錘４０は、中心部分に孔４４が
形成された薄板の円筒形状である。また、中央部下面に
は、円筒形状の外周を有する凸部が形成され、この凸部
にシリコンゴム製のリング４２が装着されている。
本実施形態においては、錘４０は、中心部分に孔４４が
形成された薄板の円筒形状である。また、中央部下面に
は、円筒形状の外周を有する凸部が形成され、この凸部
にシリコンゴム製のリング４２が装着されている。
【００１３】錘４０は、ＬＳＩ１０に所定の荷重を加え
て、溶融したはんだのＣｕ板２０への転写性を向上する
ものである。従来の装置においては、吸着ヘッドによっ
てＬＳＩをＣｕ板に押しつけるようにしていたが、この
場合にパッケージタイプのＬＳＩに荷重は、ＬＳＩに過
度の応力を及ぼさない程度のものであったが、ベアチッ
プタイプのＬＳＩに対しては、応力が大きすぎるため、
吸着ヘッドであるヘッドヒータによる機械的負荷がかか
り、チップの欠けやクラックが発生したり、チップに形
成されているパッシベーション膜やメタライズにダメー
ジを与えるという問題が生じることが判明した。そこ
で、本実施形態では、図１（Ｄ）を用いて後述するよう
に、吸着ヘッドは、ベアチップに押しつけることなく、
浮かせた状態としている。しかしながら、この場合、Ｌ
ＳＩとＣｕ板の間の溶融はんだに及ぶ力は、ＬＳＩの自
重のみとなり、溶融したはんだの転写が十分に行われな
いことが判明したため、転写性を向上するために、錘４
０を用いて、溶融はんだに加わる荷重を調整するように
している。すなわち、錘４０を用いる点が、本実施形態
における第２の特徴である。
て、溶融したはんだのＣｕ板２０への転写性を向上する
ものである。従来の装置においては、吸着ヘッドによっ
てＬＳＩをＣｕ板に押しつけるようにしていたが、この
場合にパッケージタイプのＬＳＩに荷重は、ＬＳＩに過
度の応力を及ぼさない程度のものであったが、ベアチッ
プタイプのＬＳＩに対しては、応力が大きすぎるため、
吸着ヘッドであるヘッドヒータによる機械的負荷がかか
り、チップの欠けやクラックが発生したり、チップに形
成されているパッシベーション膜やメタライズにダメー
ジを与えるという問題が生じることが判明した。そこ
で、本実施形態では、図１（Ｄ）を用いて後述するよう
に、吸着ヘッドは、ベアチップに押しつけることなく、
浮かせた状態としている。しかしながら、この場合、Ｌ
ＳＩとＣｕ板の間の溶融はんだに及ぶ力は、ＬＳＩの自
重のみとなり、溶融したはんだの転写が十分に行われな
いことが判明したため、転写性を向上するために、錘４
０を用いて、溶融はんだに加わる荷重を調整するように
している。すなわち、錘４０を用いる点が、本実施形態
における第２の特徴である。
【００１４】また、錘４０はプラスチック製の軽量のも
のを用いるが、ＬＳＩ表面に対する傷つけ等を防止する
ため、緩衝材として、シリコンゴム製のリング４２を用
いている。
のを用いるが、ＬＳＩ表面に対する傷つけ等を防止する
ため、緩衝材として、シリコンゴム製のリング４２を用
いている。
【００１５】なお、錘４０の形状としては、図示した形
状に限られることはなく、その他の任意の形状にするこ
とができる。また、錘の中心部分の孔は、吸着ヘッドに
より錘とＬＳＩを一緒に吸着する際に、吸着ヘッドの吸
引力をＬＳＩに及ぼすために形成されているが、孔は必
ずしも中心部分にある必要は無く、ＬＳＩ全体をバラン
スよく吸着できればその他の位置に孔が形成されていて
もよいものである。また、その他にＬＳＩを吸着するた
めの手段があれば、孔は形成されていなくてもよいもの
である。
状に限られることはなく、その他の任意の形状にするこ
とができる。また、錘の中心部分の孔は、吸着ヘッドに
より錘とＬＳＩを一緒に吸着する際に、吸着ヘッドの吸
引力をＬＳＩに及ぼすために形成されているが、孔は必
ずしも中心部分にある必要は無く、ＬＳＩ全体をバラン
スよく吸着できればその他の位置に孔が形成されていて
もよいものである。また、その他にＬＳＩを吸着するた
めの手段があれば、孔は形成されていなくてもよいもの
である。
【００１６】次に、図１（Ｃ）に示すように、錘４０を
ＬＳＩ１０に載せた状態で、または載せる以前の状態か
らはんだ除去装置内部を窒素雰囲気とし、ベースヒータ
３０を加熱し、ベースヒータ３０の上に載置されたＣｕ
板２０，ＬＳＩ１０及び錘４０を加熱する。この加熱に
よって、ＬＳＩ１０に付着しているはんだバンプ１２が
溶融して、Ｃｕ板２０に転写される。
ＬＳＩ１０に載せた状態で、または載せる以前の状態か
らはんだ除去装置内部を窒素雰囲気とし、ベースヒータ
３０を加熱し、ベースヒータ３０の上に載置されたＣｕ
板２０，ＬＳＩ１０及び錘４０を加熱する。この加熱に
よって、ＬＳＩ１０に付着しているはんだバンプ１２が
溶融して、Ｃｕ板２０に転写される。
【００１７】次に、図１（Ｄ）に示すように、吸着ヘッ
ド５０の先端部分を、錘４０の上面に対して所望の距離
Ｈとなるまで近づけて、吸引を開始する。すると、錘４
０と、錘４０に形成された孔４４を通してＬＳＩ１０が
吸引され、錘４０とＬＳＩ１０とが一緒に吸着ヘッド５
０に吸着される。このとき、吸着ヘッド５０の先端部分
を錘４０の上面に接触させると、錘４０を介してＬＳＩ
１０に機械的負荷を与える可能性があるため、吸着ヘッ
ド５０と錘４０の上面の間を距離Ｈだけ離した状態で吸
引を行うようにしている。すなわち、吸着ヘッド５０
を、錘４０から離した状態で、ＬＳＩ１０を吸引するよ
うにしていることが、本実施形態の第３の特徴である。
このように吸着を行うことによって、ＬＳＩに不要な荷
重やダメージを与えることなく、また、ＬＳＩから溶融
したはんだを適度に分離することができる。その後、吸
着ヘッド５０を上昇させて、ＬＳＩ１０をＣｕ板２０か
ら完全に離して、はんだ除去作業を終了する。
ド５０の先端部分を、錘４０の上面に対して所望の距離
Ｈとなるまで近づけて、吸引を開始する。すると、錘４
０と、錘４０に形成された孔４４を通してＬＳＩ１０が
吸引され、錘４０とＬＳＩ１０とが一緒に吸着ヘッド５
０に吸着される。このとき、吸着ヘッド５０の先端部分
を錘４０の上面に接触させると、錘４０を介してＬＳＩ
１０に機械的負荷を与える可能性があるため、吸着ヘッ
ド５０と錘４０の上面の間を距離Ｈだけ離した状態で吸
引を行うようにしている。すなわち、吸着ヘッド５０
を、錘４０から離した状態で、ＬＳＩ１０を吸引するよ
うにしていることが、本実施形態の第３の特徴である。
このように吸着を行うことによって、ＬＳＩに不要な荷
重やダメージを与えることなく、また、ＬＳＩから溶融
したはんだを適度に分離することができる。その後、吸
着ヘッド５０を上昇させて、ＬＳＩ１０をＣｕ板２０か
ら完全に離して、はんだ除去作業を終了する。
【００１８】ここで、本実施形態によるはんだバンプの
レベリング時の種々の条件について検討した。
レベリング時の種々の条件について検討した。
【００１９】最初に、供給するフラックスの供給量Ｗに
ついて、供給量を種々変えながら、そのときのはんだバ
ンプの除去状態について検討した結果、フラックス供給
量Ｗ＝０．５×Ｑ〜Ｑ〔ｇ〕の範囲が好適であることが
判明した。ここで、Ｑ＝（バンプエリア面積Ｓ×バンプ
平均高さｈ−全バンプ体積Ｖ）×フラックス比重ｋ）で
ある。Ｑは、はんだバンプが付着しているＬＳＩの面か
らはんだバンプの高さまでの範囲に、フラックスを充填
する充填量に相当する。即ち、フラックス供給量Ｗ＝Ｑ
とは、はんだバンプが付着しているＬＳＩの面からはん
だバンプの高さまでの空間を、フラックスで満たした場
合である。
ついて、供給量を種々変えながら、そのときのはんだバ
ンプの除去状態について検討した結果、フラックス供給
量Ｗ＝０．５×Ｑ〜Ｑ〔ｇ〕の範囲が好適であることが
判明した。ここで、Ｑ＝（バンプエリア面積Ｓ×バンプ
平均高さｈ−全バンプ体積Ｖ）×フラックス比重ｋ）で
ある。Ｑは、はんだバンプが付着しているＬＳＩの面か
らはんだバンプの高さまでの範囲に、フラックスを充填
する充填量に相当する。即ち、フラックス供給量Ｗ＝Ｑ
とは、はんだバンプが付着しているＬＳＩの面からはん
だバンプの高さまでの空間を、フラックスで満たした場
合である。
【００２０】フラックス供給量Ｗ＜０．５×Ｑの場合に
は、はんだバンプの除去性が悪く、均一に除去できない
ものであった。すなわち、フラックス供給量Ｗ＜０．５
×Ｑの場合には、フラックスの供給量が相対的に少ない
ため、はんだバンプの酸化膜の除去が均一かつ十分に行
えず、また、溶融したはんだが十分に広がらないためで
ある。一方、フラックス供給量Ｗ＞Ｑの場合には、はん
だバンプの除去が均一に除去できないものであった。図
１（Ｄ）に示したように、はんだバンプの除去したＬＳ
Ｉ１０は、吸着ヘッドで吸引され、Ｃｕ板から離される
が、この際、多量にあるフラックスの表面張力により、
吸引がバランスよく行われないためである。
は、はんだバンプの除去性が悪く、均一に除去できない
ものであった。すなわち、フラックス供給量Ｗ＜０．５
×Ｑの場合には、フラックスの供給量が相対的に少ない
ため、はんだバンプの酸化膜の除去が均一かつ十分に行
えず、また、溶融したはんだが十分に広がらないためで
ある。一方、フラックス供給量Ｗ＞Ｑの場合には、はん
だバンプの除去が均一に除去できないものであった。図
１（Ｄ）に示したように、はんだバンプの除去したＬＳ
Ｉ１０は、吸着ヘッドで吸引され、Ｃｕ板から離される
が、この際、多量にあるフラックスの表面張力により、
吸引がバランスよく行われないためである。
【００２１】次に、Ｃｕ板２０の表面に形成されている
凹凸のメッシュ形状のピッチｐ１について検討を行っ
た。結果としては、例えば、ＬＳＩ１０に固着したはん
だバンプ１２の配列ピッチｐ２以下のピッチで、凹凸が
縦横に有り、メッシュ形状になっているものが望ましい
ことが判明した。例えば、はんだバンプ１２のピッチｐ
２が０．３ｍｍの場合、Ｃｕ板２０の表面に形成された
凹凸のピッチｐ１は、０．３ｍｍ以下とする。具体的に
は、凹部の幅を０．１５ｍｍとし、凸部の幅を０．１５
ｍｍとする。例えば、はんだバンプ１２のピッチｐ２よ
りも、Ｃｕ板２０の表面に形成された凹凸のピッチｐ１
を大きく、すなわち、ｐ１＞ｐ２とすると、溶融したは
んだがＣｕ板２０とヌレる所とヌレないところがあるた
め、溶融したはんだのＣｕ板２０への転写が不均一とな
り、ＬＳＩ１０に残存するはんだバンプの高さが不均一
となる。
凹凸のメッシュ形状のピッチｐ１について検討を行っ
た。結果としては、例えば、ＬＳＩ１０に固着したはん
だバンプ１２の配列ピッチｐ２以下のピッチで、凹凸が
縦横に有り、メッシュ形状になっているものが望ましい
ことが判明した。例えば、はんだバンプ１２のピッチｐ
２が０．３ｍｍの場合、Ｃｕ板２０の表面に形成された
凹凸のピッチｐ１は、０．３ｍｍ以下とする。具体的に
は、凹部の幅を０．１５ｍｍとし、凸部の幅を０．１５
ｍｍとする。例えば、はんだバンプ１２のピッチｐ２よ
りも、Ｃｕ板２０の表面に形成された凹凸のピッチｐ１
を大きく、すなわち、ｐ１＞ｐ２とすると、溶融したは
んだがＣｕ板２０とヌレる所とヌレないところがあるた
め、溶融したはんだのＣｕ板２０への転写が不均一とな
り、ＬＳＩ１０に残存するはんだバンプの高さが不均一
となる。
【００２２】また、Ｃｕ板２０の表面に形成されている
凹凸の深さｈ１は、はんだバンプの高さｈ２以下が望ま
しいことが判明した。例えば、はんだバンプの高さｈ２
が０．２ｍｍの場合、Ｃｕ板２０の表面に形成されてい
る凹凸の深さｈ１は、０．０５ｍｍとしている。
凹凸の深さｈ１は、はんだバンプの高さｈ２以下が望ま
しいことが判明した。例えば、はんだバンプの高さｈ２
が０．２ｍｍの場合、Ｃｕ板２０の表面に形成されてい
る凹凸の深さｈ１は、０．０５ｍｍとしている。
【００２３】次に、錘４０によってＬＳＩ１０に掛かる
荷重について検討を行った。ＬＳＩ１０に掛かる荷重
は、ＬＳＩの自重も含めて１つのはんだバンプあたり、
０．５２×１０−３〔ｇｆ〕〜２．２×１０−３〔ｇ
ｆ〕であることが好適である。錘４０を用いない場合、
ベアチップタイプのＬＳＩ１０の自重は、０．５５ｇで
あった。このとき、ＬＳＩ１０に形成されているはんだ
バンプ１２の個数は、４０８６個であったため、１つの
はんだバンプあたりの荷重は、０．１３×１０−３〔ｇ
ｆ〕であった。この状態で、上述の図１（Ａ）〜（Ｄ）
の工程ではんだレベリングをしたところ、溶融したはん
だのＣｕ板２０への転写が十分に行われず、ＬＳＩ１０
に残存するはんだバンプ１２の高さが高くなりすぎたも
のである。はんだバンプのレベリング後、新しいはんだ
バンプが供給されるため、はんだバンプの残存量が多い
と、ＬＳＩを再接続するリペア作業時の接続不良が生じ
ることになる。また、１つのはんだバンプあたりの荷重
が大きくなると、Ｃｕ板２０側への溶融はんだの転写が
多くなり、結果的に、残存するはんだ量が少なくなる。
荷重について検討を行った。ＬＳＩ１０に掛かる荷重
は、ＬＳＩの自重も含めて１つのはんだバンプあたり、
０．５２×１０−３〔ｇｆ〕〜２．２×１０−３〔ｇ
ｆ〕であることが好適である。錘４０を用いない場合、
ベアチップタイプのＬＳＩ１０の自重は、０．５５ｇで
あった。このとき、ＬＳＩ１０に形成されているはんだ
バンプ１２の個数は、４０８６個であったため、１つの
はんだバンプあたりの荷重は、０．１３×１０−３〔ｇ
ｆ〕であった。この状態で、上述の図１（Ａ）〜（Ｄ）
の工程ではんだレベリングをしたところ、溶融したはん
だのＣｕ板２０への転写が十分に行われず、ＬＳＩ１０
に残存するはんだバンプ１２の高さが高くなりすぎたも
のである。はんだバンプのレベリング後、新しいはんだ
バンプが供給されるため、はんだバンプの残存量が多い
と、ＬＳＩを再接続するリペア作業時の接続不良が生じ
ることになる。また、１つのはんだバンプあたりの荷重
が大きくなると、Ｃｕ板２０側への溶融はんだの転写が
多くなり、結果的に、残存するはんだ量が少なくなる。
【００２４】次に、はんだの溶融条件について検討を行
った。ベースヒータ３０による加熱温度は、例えば、は
んだ融点温度＋１０℃以上が望ましいものであった。ベ
ースヒータ３０の表面上の温度ムラは極力少なくなるよ
うにしているが、それでも、多少存在する。また、ＬＳ
Ｉ１０に付着しているはんだバンプは、ＬＳＩ１０を配
線基板から離すときに、一旦溶融した後、再固化してい
るため、高さの不均一があり、はんだバンプ１２とＣｕ
板２０の接触状態も必ずしも、均一でないものである。
それらの点を考慮して、複数のはんだバンプをもれなく
溶融するには、はんだ融点温度＋１０℃以上としてい
る。本実施形態では、ヌレ性改善のため、フラックスを
使用しているため、加熱温度を極端に高温にすることな
く、全てのはんだバンプを溶融することが可能である。
った。ベースヒータ３０による加熱温度は、例えば、は
んだ融点温度＋１０℃以上が望ましいものであった。ベ
ースヒータ３０の表面上の温度ムラは極力少なくなるよ
うにしているが、それでも、多少存在する。また、ＬＳ
Ｉ１０に付着しているはんだバンプは、ＬＳＩ１０を配
線基板から離すときに、一旦溶融した後、再固化してい
るため、高さの不均一があり、はんだバンプ１２とＣｕ
板２０の接触状態も必ずしも、均一でないものである。
それらの点を考慮して、複数のはんだバンプをもれなく
溶融するには、はんだ融点温度＋１０℃以上としてい
る。本実施形態では、ヌレ性改善のため、フラックスを
使用しているため、加熱温度を極端に高温にすることな
く、全てのはんだバンプを溶融することが可能である。
【００２５】また、はんだを溶融させてＣｕ板に転写さ
せる為の時間は、３０秒以上が望ましいものであった。
転写に要する時間が短いと、例えば、時間を１０秒とし
たときは、転写されるはんだ量が不均一となり、ＬＳＩ
１０に残存したはんだバンプの高さの不均一のバラツキ
が大きくなったものである。
せる為の時間は、３０秒以上が望ましいものであった。
転写に要する時間が短いと、例えば、時間を１０秒とし
たときは、転写されるはんだ量が不均一となり、ＬＳＩ
１０に残存したはんだバンプの高さの不均一のバラツキ
が大きくなったものである。
【００２６】次に、吸着ヘッド５０と錘４０との間の距
離Ｈについて検討を行った。吸着ヘッド５０と錘４０と
の間に距離がありすぎると、吸着ヘッド５０によってＬ
ＳＩ１０を吸着した時に、錘４０を介してＬＳＩ１０が
吸着ヘッド５０に衝突する際の衝撃が大きくなり、ＬＳ
Ｉにダメージを与えることになる。一方、ベースヒータ
を加熱したまま、即ち、はんだが溶融している状態でＬ
ＳＩを吸着するため、吸着後のＬＳＩとＣｕ板との間の
距離が短いと、溶融したはんだがＬＳＩから離れずに引
っ張られて、Ｃｕ板への転写が不十分になる。
離Ｈについて検討を行った。吸着ヘッド５０と錘４０と
の間に距離がありすぎると、吸着ヘッド５０によってＬ
ＳＩ１０を吸着した時に、錘４０を介してＬＳＩ１０が
吸着ヘッド５０に衝突する際の衝撃が大きくなり、ＬＳ
Ｉにダメージを与えることになる。一方、ベースヒータ
を加熱したまま、即ち、はんだが溶融している状態でＬ
ＳＩを吸着するため、吸着後のＬＳＩとＣｕ板との間の
距離が短いと、溶融したはんだがＬＳＩから離れずに引
っ張られて、Ｃｕ板への転写が不十分になる。
【００２７】吸着ヘッド５０と錘４０との間の距離Ｈ
を、０．３ｍｍ，０．５ｍｍ，０．７ｍｍ，０．９ｍ
ｍ，１．１ｍｍと変えて実験したところ、０．３ｍｍで
は、ＬＳＩに残存したはんだバンプの高さのバラツキが
大きくなっている。また、１．１ｍｍでは、ＬＳＩを吸
引するとき、ＬＳＩがばたつくため、ＬＳＩが傾いて吸
引されることもあり、バンプ間ショートが生じ、ＬＳＩ
に残存したはんだバンプの高さのバラツキが大きくなっ
ている。結果的に、０．５ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲が好
適で、０．７ｍｍのとき、はんだバンプの高さのバラツ
キが最も小さくなっている。レベリング作業前に、ＬＳ
Ｉに残存しているはんだバンプの高さの平均は、１３０
μｍであり、高さの最大値は、２１０μｍであった。す
なわち、吸着ヘッド５０と錘４０との間の距離Ｈは、残
存しているはんだバンプの高さの最大値の２．４倍〜
４．３倍の範囲内のときが好適であった。
を、０．３ｍｍ，０．５ｍｍ，０．７ｍｍ，０．９ｍ
ｍ，１．１ｍｍと変えて実験したところ、０．３ｍｍで
は、ＬＳＩに残存したはんだバンプの高さのバラツキが
大きくなっている。また、１．１ｍｍでは、ＬＳＩを吸
引するとき、ＬＳＩがばたつくため、ＬＳＩが傾いて吸
引されることもあり、バンプ間ショートが生じ、ＬＳＩ
に残存したはんだバンプの高さのバラツキが大きくなっ
ている。結果的に、０．５ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲が好
適で、０．７ｍｍのとき、はんだバンプの高さのバラツ
キが最も小さくなっている。レベリング作業前に、ＬＳ
Ｉに残存しているはんだバンプの高さの平均は、１３０
μｍであり、高さの最大値は、２１０μｍであった。す
なわち、吸着ヘッド５０と錘４０との間の距離Ｈは、残
存しているはんだバンプの高さの最大値の２．４倍〜
４．３倍の範囲内のときが好適であった。
【００２８】また、吸着ヘッド５０により吸引する圧力
としては、０．５ＭＰａ以上が望ましいことが判明し
た。吸引する圧力が０．５ＭＰａより小さい場合には、
ＬＳＩの吸引時のばたつきが発生し、ＬＳＩが傾くた
め、残存しているはんだバンプの高さの不均一が発生し
た。
としては、０．５ＭＰａ以上が望ましいことが判明し
た。吸引する圧力が０．５ＭＰａより小さい場合には、
ＬＳＩの吸引時のばたつきが発生し、ＬＳＩが傾くた
め、残存しているはんだバンプの高さの不均一が発生し
た。
【００２９】以上説明したような条件で吸着を行うこと
によって、ＬＳＩに不要な荷重やダメージを与えること
なく、また、ＬＳＩから溶融したはんだを適度に分離す
ることができる。具体的には、作業後にＬＳＩに付着し
たバンプ高さのばらつきを平均±２５μｍとでき、はん
だバンプの高さを凡そ均一にすることができた。
によって、ＬＳＩに不要な荷重やダメージを与えること
なく、また、ＬＳＩから溶融したはんだを適度に分離す
ることができる。具体的には、作業後にＬＳＩに付着し
たバンプ高さのばらつきを平均±２５μｍとでき、はん
だバンプの高さを凡そ均一にすることができた。
【００３０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、ベアチップタイプのＬＳＩに対して、はんだバンプ
の除去時に、ベアチップにダメージを与えることなく、
また、除去後のはんだ高さが許容できる程度に均一にで
きる。
ば、ベアチップタイプのＬＳＩに対して、はんだバンプ
の除去時に、ベアチップにダメージを与えることなく、
また、除去後のはんだ高さが許容できる程度に均一にで
きる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、ベアチップタイプのＬ
ＳＩに対して、はんだバンプの除去時に、ベアチップに
ダメージを与えることなく、また、除去後のはんだ高さ
が許容できる程度に均一にできる。
ＳＩに対して、はんだバンプの除去時に、ベアチップに
ダメージを与えることなく、また、除去後のはんだ高さ
が許容できる程度に均一にできる。
【図１】本発明の一実施形態によるはんだレベリング方
法の作業内容を示す工程図である。
法の作業内容を示す工程図である。
１０…ＬＳＩ
２０…Ｃｕ板
３０…ベースヒータ
４０…錘
４２…リング
４４…孔
フロントページの続き
(72)発明者 高橋 毅
神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日
立製作所エンタープライズサーバ事業部内
(72)発明者 片山 薫
神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日
立製作所エンタープライズサーバ事業部内
(72)発明者 山下 志郎
神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株
式会社日立製作所生産技術研究所内
Ｆターム(参考） 5E319 AA03 AB05 AC04 BB04 CC47
CD21 CD60 GG20
Claims (2)
- 【請求項１】ＬＳＩに付着したはんだバンプを除去する
はんだバンプレベリング方法において、 上記ＬＳＩのはんだバンプ形成面にフラックスを供給
し、 ヒータ上に載置したＣｕ板上に、フラックスの供給され
たバンプ形成面を下にして上記ＬＳＩを置き、 上記ＬＳＩの上に錘を載せ、 窒素雰囲気中で上記ヒータを加熱し、 上記Ｃｕ板及び上記ＬＳＩを加熱してはんだを溶融して
上記Ｃｕ板に転写させ、 吸着ヘッドを錘に対して所望の距離となるまで近づけて
上記錘と上記ＬＳＩを吸着し、上記ＬＳＩを上記Ｃｕ板
から分離することを特徴とするはんだバンプレベリング
方法。 - 【請求項２】請求項１記載のはんだバンプレベリング方
法において、 上記Ｃｕ板の表面に凹凸形状を形成するとともに、この
凹凸形状のピッチを、上記はんだバンプのピッチ以下と
したことを特徴とするはんだバンプレベリング方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001208147A JP4509430B2 (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | はんだバンプレベリング方法 |
| US10/192,478 US6739045B2 (en) | 2001-07-09 | 2002-07-09 | Method for removing solder bumps from LSI |
| US10/847,991 US7401393B2 (en) | 2001-07-09 | 2004-05-17 | Method for removing solder bumps from LSI |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001208147A JP4509430B2 (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | はんだバンプレベリング方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003023024A true JP2003023024A (ja) | 2003-01-24 |
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Family
ID=19044023
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2001208147A Expired - Fee Related JP4509430B2 (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | はんだバンプレベリング方法 |
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| US20040194992A1 (en) * | 2003-04-07 | 2004-10-07 | Dennis Pai | Method for removing an image sensor from a printed circuit board |
| JPWO2004107432A1 (ja) * | 2003-05-29 | 2006-07-20 | 富士通株式会社 | 電子部品の実装方法、取外し方法及びその装置 |
| TWI275437B (en) * | 2005-06-30 | 2007-03-11 | Fujitsu Ltd | Method and device for removing micro component |
| JP2007180457A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Toyota Industries Corp | 半田付け方法及び半導体モジュールの製造方法並びに半田付け装置 |
| KR101308467B1 (ko) * | 2009-08-04 | 2013-09-16 | 엘지디스플레이 주식회사 | 전자 부품 실장 장치 및 방법 |
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| US10362720B2 (en) | 2014-08-06 | 2019-07-23 | Greene Lyon Group, Inc. | Rotational removal of electronic chips and other components from printed wire boards using liquid heat media |
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| US4805827A (en) * | 1985-10-23 | 1989-02-21 | Pace Incorporated | Method of soldering with heated fluid and device therefor |
| US4787548A (en) * | 1987-07-27 | 1988-11-29 | Pace Incorporated | Nozzle structure for soldering and desoldering |
| US4934582A (en) * | 1989-09-20 | 1990-06-19 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Method and apparatus for removing solder mounted electronic components |
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| JP2707189B2 (ja) * | 1992-08-26 | 1998-01-28 | 株式会社日立製作所 | 電子部品の基板からの取外し方法及び装置 |
| JP2714520B2 (ja) * | 1992-08-28 | 1998-02-16 | 株式会社日立製作所 | 実装部品着脱装置 |
| JP3872232B2 (ja) | 1999-06-25 | 2007-01-24 | 株式会社日立製作所 | はんだ除去装置 |
| JP2002111197A (ja) * | 2000-10-02 | 2002-04-12 | Sony Corp | 部品交換方法および部品交換装置 |
| JP4509430B2 (ja) * | 2001-07-09 | 2010-07-21 | 株式会社日立製作所 | はんだバンプレベリング方法 |
| US6550669B1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-04-22 | Genrad, Inc. | Integral heating nozzle and pickup tube |
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2001
- 2001-07-09 JP JP2001208147A patent/JP4509430B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2002
- 2002-07-09 US US10/192,478 patent/US6739045B2/en not_active Expired - Fee Related
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2004
- 2004-05-17 US US10/847,991 patent/US7401393B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0685453A (ja) * | 1992-09-03 | 1994-03-25 | Fujitsu Ltd | はんだ除去方法 |
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|---|---|
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| US20040206805A1 (en) | 2004-10-21 |
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