JP2024008161A - Bump forming device, bump forming method, solder ball repair device, and solder ball repair method - Google Patents

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JP2024008161A
JP2024008161A JP2022109787A JP2022109787A JP2024008161A JP 2024008161 A JP2024008161 A JP 2024008161A JP 2022109787 A JP2022109787 A JP 2022109787A JP 2022109787 A JP2022109787 A JP 2022109787A JP 2024008161 A JP2024008161 A JP 2024008161A
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拓哉 海津
Takuya Kaizu
一宏 藤瀬
Kazuhiro Fujise
太一 水越
Taichi Mizukoshi
量介 水鳥
Ryosuke Mizutori
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a soldering device of which the reliability is improved in ultrafine solder bump formation and a bump forming method.
SOLUTION: In a bump forming device, a solder ball 24 is loaded on an electrode pad formed on a substrate 215 and a bump is formed on the electrode pad by fusing the solder ball 24. The device comprises: a plasma unit 306 for irradiating the electrode pad with plasma which removes an oxide film of the electrode pad; first flux application means for coating the electrode pad, from which the oxide film is removed by the plasma unit, with a first flux; solder ball loading means for loading the solder ball 24 on the electrode pad which is coated with the flux by the first flux application means; second flux application means for coating the loaded solder ball with a second flux; and a laser unit 305 for fusing the solder ball 24 which is coated with the flux by the second flux application means.
SELECTED DRAWING: Figure 19
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置に使用されるパッケージ基板の電極製造工程において、基板上にハンダボールを搭載するバンプ形成装置及びバンプ形成方法、そして、形成される電極を検査して欠陥部分を補修(リペア)するハンダボールリペア装置及びハンダボールリペア方法に関する。 The present invention relates to a bump forming apparatus and a bump forming method for mounting solder balls on a substrate in the electrode manufacturing process of a package substrate used in a semiconductor device, and to inspecting the formed electrode and repairing a defective part. ) A solder ball repair device and a solder ball repair method.

近年、半導体装置の電気的接続に、はんだを使用するバンプ形成技術が使用されている。例えば、高精度スクリーン印刷装置を使用し、基板の電極上にクリームはんだを印刷してリフローすることにより、150~180μmピッチで直径80~100μmのはんだバンプ電極を形成するクリームはんだ印刷法がある。 BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, bump formation technology using solder has been used for electrical connection of semiconductor devices. For example, there is a cream solder printing method in which solder bump electrodes with a diameter of 80 to 100 μm are formed at a pitch of 150 to 180 μm by printing cream solder on the electrodes of a substrate using a high-precision screen printing device and reflowing the solder.

また、半導体装置の小型化・高性能化による電極微細化に伴い、微細な穴を高精度に加工した冶具にハンダボールを振込んで所定のピッチで整列させ、直接基板上に搭載してからリフローすることにより、ハンダバンプ電極を形成するボール振込み法がある。 In addition, with the miniaturization of electrodes due to the miniaturization and higher performance of semiconductor devices, solder balls are transferred into a jig with highly precisely machined micro holes, aligned at a predetermined pitch, mounted directly on the board, and then reflowed. There is a ball transfer method in which solder bump electrodes are formed by doing this.

こうした背景技術において、特開2000-049183号公報(特許文献1)には、マスク上にエアーノズルからハンダボールを供給し、マスクを揺動及び振動させながら、所定の開口部にハンダボールを充填し、更に、ブラシやスキージの併進運動によって充填してから加熱する方法が開示されている。しかし、すべてのハンダボールが各バンプ形成位置に正しく搭載されるとは限らず、場合によっては搭載不良が発生することがある。 In such background technology, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-049183 (Patent Document 1) discloses that solder balls are supplied from an air nozzle onto a mask, and while the mask is rocked and vibrated, predetermined openings are filled with solder balls. Furthermore, a method is disclosed in which the material is filled by translational movement of a brush or squeegee and then heated. However, not all solder balls may be correctly mounted at each bump forming position, and in some cases, mounting defects may occur.

そこで、特開2003-309139号公報(特許文献2)には、ハンダボールのリペア装置を設置し、不良ハンダボールを管部材で吸引し、除去した後、管部材に新たな良品ハンダボールを吸着させてから欠陥のあった部分に搬送及び再搭載して、レーザー光照射部により、管部材の内側からレーザー光を照射してハンダボールを溶融させて仮止めする技術が開示されている。 Therefore, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-309139 (Patent Document 2), a solder ball repair device is installed, and after sucking and removing defective solder balls with a pipe member, new good solder balls are adsorbed onto the pipe member. A technique has been disclosed in which the tube member is transported and remounted on the defective part, and a laser beam irradiation unit irradiates laser light from inside the tube member to melt the solder balls and temporarily fix them.

また、特開2008-288515号公報(特許文献3)及び特開2009-177015号公報(特許文献4)には、ハンダボールの印刷された基板の状態を検査し、不良状態に応じて補修を行う検査・リペア部からなるハンダボール印刷装置が開示されている。 In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 2008-288515 (Patent Document 3) and Japanese Patent Laid-Open No. 2009-177015 (Patent Document 4) disclose that the state of a board on which solder balls are printed is inspected, and repairs are made according to the defective state. A solder ball printing apparatus is disclosed that includes an inspection/repair section.

また、特開2010-010565号公報(特許文献5)には、基板の電極パッド上に搭載されたハンダボールの状態を検査して、欠陥が検出された電極パッドにハンダボールを供給する修復用ディスペンサを備えたハンダボール検査リペア装置が開示されている。 Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 2010-010565 (Patent Document 5) describes a repair method that inspects the state of solder balls mounted on electrode pads of a substrate and supplies solder balls to electrode pads where defects are detected. A solder ball inspection and repair device with a dispenser is disclosed.

又はンダボールを加熱するものとして、特許第3173338号(特許文献6)、特許第3822834号(特許文献7)、特許第5098648号(特許文献8)があり、プラズマを使用し酸化膜を除去するものとして、特開2015-103688号公報(特許文献9)があり、加熱溶融をレーザーで行うものとして、特開2003-309139号公報(特許文献10)がある。 Alternatively, there are methods that heat the underball, such as Japanese Patent No. 3173338 (Patent Document 6), Japanese Patent No. 3822834 (Patent Document 7), and Japanese Patent No. 5098648 (Patent Document 8), which use plasma to remove the oxide film. There is Japanese Patent Application Publication No. 2015-103688 (Patent Document 9) as a method, and Japanese Patent Application Publication No. 2003-309139 (Patent Document 10) as a method in which heating and melting is performed using a laser.

また、ガスの吹き付けとともに、レーザービームにより加熱するものとして、特開2002-76043号公報(特許文献11)がある。
また、焦点位置上のスポット径及びレイリー長の変更を簡単な構成で行えるレーザー加工機について、国際公開第2012/157355号公報(特許文献12)に開示されている。
Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-76043 (Patent Document 11) discloses a method in which heating is performed by a laser beam in addition to gas spraying.
Further, a laser processing machine that can change the spot diameter and Rayleigh length at the focal position with a simple configuration is disclosed in International Publication No. 2012/157355 (Patent Document 12).

特開2000-049183号公報Japanese Patent Application Publication No. 2000-049183 特開2003-309139号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-309139 特開2008-288515号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-288515 特開2009-177015号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-177015 特開2010-010565号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-010565 特許第3173338号Patent No. 3173338 特許第3822834号Patent No. 3822834 特許第5098648号Patent No. 5098648 特開2015-103688号公報JP2015-103688A 特開2003-309139号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-309139 特開2002-76043号公報Japanese Patent Application Publication No. 2002-76043 国際公開第2012/157355号公報International Publication No. 2012/157355

現在、5G(第5世代移動通信システム)対応技術の実用化が始まっている。また、バンプ電極形成に用いられる、ハンダボール直径も70~80μmから、30~50μm以下等へと極小サイズ化が進んでいる。5Gに使用される半導体装置の小型化・高速化・大容量化によるバンプ電極の極微細化に伴い、上記した特許文献で開示された技術や装置によりリフローを行った場合であっても、はんだ濡れ性や金属間化合物(IMC)層などの問題から、はんだ付け欠陥や割れなど、はんだ接合界面の信頼性の低下やはんだバンプ電極における欠陥発生などが問題となっている。 Currently, 5G (fifth generation mobile communication system) compatible technology has begun to be put into practical use. Furthermore, the diameter of the solder balls used for forming bump electrodes is becoming smaller, from 70 to 80 μm to 30 to 50 μm or less. As semiconductor devices used in 5G become smaller, faster, and have larger capacities, bump electrodes become ultra-fine. Even when reflow is performed using the technology and equipment disclosed in the above-mentioned patent documents, solder Problems with wettability and intermetallic compound (IMC) layers have led to problems such as soldering defects and cracks, reduced reliability of solder joint interfaces, and defects in solder bump electrodes.

特許文献2に開示されている技術では、リペア後に残存フラックスの量が少なくなっている確率が高く、リフロー時に、はんだ濡れ性が悪い場合、ハンダボールが溶けたときに電極パッド部に対するはんだ付けが不完全となる濡れ不良が発生する恐れがある。 In the technique disclosed in Patent Document 2, there is a high probability that the amount of residual flux will be small after repair, and if solder wettability is poor during reflow, soldering to the electrode pad part will be difficult when the solder ball melts. Incomplete wetting may occur.

また、特許文献3~5に開示されているハンダボール印刷装置におけるハンダボール検査リペア装置、及び、特許文献6~10に開示されている技術では、リフロー後に再検査し、ハンダボールを搭載し、リペアを実施した場合、新たに再供給するハンダボールにフラックスを塗布してあっても、先行して行われたリフロー工程の酸化作用により電極パッド部がダメージ(影響)を受けているため、はんだ付け欠陥が発生する確率が高い。また、通常のはんだ付けに比較すると、はんだ付け信頼性に問題が発生する可能性があった。 Furthermore, in the solder ball inspection and repair devices for solder ball printing apparatuses disclosed in Patent Documents 3 to 5, and in the techniques disclosed in Patent Documents 6 to 10, re-inspection is performed after reflow, the solder balls are mounted, When repair is performed, even if flux is applied to the newly resupplied solder balls, the electrode pads are damaged (affected) by the oxidation effect of the previous reflow process, so the solder cannot be soldered. There is a high probability that bonding defects will occur. Moreover, compared to normal soldering, problems may occur in soldering reliability.

また、特許文献11に開示されているバンプ形成装置における酸化還元ガスの利用については、溶融はんだ滴をパッドに吐出する工程の前に、あらかじめ電極の表面洗浄を行うか、或は、酸化還元ガスの吹き付けとともにレーザービームにより急速加熱し、バンプ形成する点については開示されているが、この場合、溶融はんだ滴を吐出している状態では酸化還元することが出来ないため、はんだ付け信頼性に問題が発生する可能性があった。 In addition, regarding the use of redox gas in the bump forming apparatus disclosed in Patent Document 11, the surface of the electrode must be cleaned in advance before the process of discharging molten solder droplets onto the pad, or the redox gas Although it has been disclosed that bumps are formed by rapid heating with a laser beam along with spraying, in this case, oxidation-reduction cannot be performed while molten solder droplets are being discharged, so there is a problem with soldering reliability. could have occurred.

また、特許文献12に開示されているレーザー加工機については、ワーク品種に応じて、レーザースポット径およびレイリー長の変更が必要で、装置が高価かつ調整ポイントが複数あり、メンテナンス等の課題が出てくる可能性があった。 Furthermore, regarding the laser processing machine disclosed in Patent Document 12, it is necessary to change the laser spot diameter and Rayleigh length depending on the type of workpiece, the equipment is expensive, there are multiple adjustment points, and there are issues such as maintenance. There was a possibility that it would come.

そこで、本発明は、基板の電極パッド上に発生したバンプ欠陥を検査して、欠陥電極部にハンダボールを再供給・リペアを行い、はんだ付けする装置を提供することを目的とする。また、極微細はんだバンプにおいて、リフロー後のバンプ電極の欠陥部位へのリペア・はんだ付けとして、信頼性の高いリペアはんだ付け装置及び方法を提供することを目的とする。また、極微細はんだバンプ形成において、信頼性の高いはんだ付け装置及び方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an apparatus that inspects bump defects occurring on electrode pads of a substrate, resupplies and repairs solder balls to defective electrode portions, and performs soldering. Another object of the present invention is to provide a highly reliable repair soldering device and method for repairing and soldering defective parts of bump electrodes after reflow in extremely fine solder bumps. Another object of the present invention is to provide a highly reliable soldering device and method for forming ultra-fine solder bumps.

上記した課題を解決するため、本発明のバンプ形成装置は、基板上に形成された電極パッドにハンダボールを搭載し、前記ハンダボールを溶融して前記電極パッドの上にバンプを形成するバンプ形成装置において、前記電極パッドにプラズマを照射し、前記電極パッドの酸化膜を除去するプラズマ照射手段と、前記プラズマ照射手段によって酸化膜を除去した前記電極パッドに第1のフラックスを塗布する第1のフラックス塗布手段と、前記第1のフラックス塗布手段によりフラックスを塗布した前記電極パッドにハンダボールを搭載するハンダボール搭載手段と、前記ハンダボール搭載手段により搭載したハンダボールに、前記第1のフラックス塗布手段により塗布したフラックスよりも粘度の低い第2のフラックスを塗布する第2のフラックス塗布手段と、前記第2のフラックス塗布手段によりフラックスを塗布した前記ハンダボールを溶融するハンダボール溶融手段とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the bump forming apparatus of the present invention mounts a solder ball on an electrode pad formed on a substrate, and forms a bump on the electrode pad by melting the solder ball. In the apparatus, a plasma irradiation unit irradiates the electrode pad with plasma to remove an oxide film on the electrode pad, and a first unit that applies a first flux to the electrode pad from which the oxide film has been removed by the plasma irradiation unit. a flux applying means; a solder ball mounting means for mounting a solder ball on the electrode pad to which flux has been applied by the first flux applying means; and applying the first flux to the solder ball mounted by the solder ball mounting means. a second flux applying means for applying a second flux having a lower viscosity than the flux applied by the second flux applying means; and a solder ball melting means for melting the solder ball to which the flux has been applied by the second flux applying means. It is characterized by

また、本発明のバンプ形成方法は、基板上に形成された電極パッドにハンダボールを搭載し、前記ハンダボールを溶融して前記電極パッドの上にバンプを形成するバンプ形成方法において、前記基板上に形成された前記電極パッドにプラズマを照射して、前記電極パッドの酸化膜を除去し、酸化膜を除去した前記電極パッドに第1のフラックスを塗布し、ハンダボールを吸着した修復用ディスペンサにより当該ハンダボールを前記第1のフラックスを塗布した前記電極パッドに搭載し、前記電極パッドに搭載した前記ハンダボールに上方から前記第1のフラックスよりも粘度の低い第2のフラックスを塗布し、その後、前記第2のフラックスを塗布した前記ハンダボールを溶融して前記電極パッドの上にバンプを形成することを特徴とする。 Further, in the bump forming method of the present invention, a solder ball is mounted on an electrode pad formed on a substrate, and a bump is formed on the electrode pad by melting the solder ball. The oxide film of the electrode pad is removed by irradiating plasma onto the electrode pad formed on the electrode pad, and a first flux is applied to the electrode pad from which the oxide film has been removed, and a repair dispenser adsorbs the solder ball. The solder ball is mounted on the electrode pad coated with the first flux, a second flux having a lower viscosity than the first flux is applied from above to the solder ball mounted on the electrode pad, and then , the solder ball coated with the second flux is melted to form a bump on the electrode pad.

また、本発明のハンダボールリペア装置は、基板の電極パッド上に形成されたハンダバンプの状態を検査し、欠陥が検出された電極パッドにハンダボールを供給して溶融するハンダボールリペア装置において、前記電極パッドにプラズマを照射し、前記電極パッドの酸化膜を除去するプラズマ照射手段と、前記プラズマ照射手段によって酸化膜を除去した前記電極パッドに第1のフラックスを塗布する第1のフラックス塗布手段と、前記第1のフラックス塗布手段によりフラックスを塗布した前記電極パッドにハンダボールを搭載するハンダボール搭載手段と、前記ハンダボール搭載手段により搭載したハンダボールに、前記第1のフラックス塗布手段により塗布したフラックスよりも粘度の低い第2のフラックスを塗布する第2のフラックス塗布手段と、前記第2のフラックス塗布手段によりフラックスを塗布した前記ハンダボールを溶融するハンダボール溶融手段とを備えることを特徴とする。 Further, the solder ball repair device of the present invention inspects the condition of solder bumps formed on the electrode pads of the substrate, and supplies and melts solder balls to the electrode pads where defects are detected. a plasma irradiation means for irradiating an electrode pad with plasma to remove an oxide film on the electrode pad; a first flux application means for applying a first flux to the electrode pad from which the oxide film has been removed by the plasma irradiation means; , a solder ball mounting means for mounting a solder ball on the electrode pad to which flux has been applied by the first flux application means; and a solder ball mounted by the solder ball mounting means is coated with flux by the first flux application means. It is characterized by comprising a second flux applying means for applying a second flux having a lower viscosity than the flux, and a solder ball melting means for melting the solder balls to which flux has been applied by the second flux applying means. do.

また、本発明のハンダボールリペア方法は、基板の電極パッド上に形成されたハンダバンプの状態を検査し、欠陥が検出された電極パッドにハンダボールを供給して溶融するハンダボールリペア方法において、前記基板の上に形成された前記電極パッドにプラズマを照射して、前記電極パッドの酸化膜を除去し、酸化膜を除去した前記電極パッドに第1のフラックスを塗布し、ハンダボールを吸着した修復用ディスペンサにより前記ハンダボールを前記第1のフラックスを塗布した前記電極パッドに搭載し、前記電極パッドに搭載した前記ハンダボールに上方から前記第1のフラックスよりも粘度の低い第2のフラックスを塗布し、その後、前記第2のフラックスを塗布した前記ハンダボールを溶融して前記電極パッド上にバンプを形成することを特徴とする。 Further, the solder ball repair method of the present invention includes inspecting the state of solder bumps formed on electrode pads of a substrate, and supplying and melting solder balls to electrode pads in which a defect has been detected. Repair by irradiating the electrode pad formed on the substrate with plasma to remove the oxide film of the electrode pad, applying a first flux to the electrode pad from which the oxide film has been removed, and adsorbing the solder ball. The solder ball is mounted on the electrode pad coated with the first flux using a dispenser, and a second flux having a lower viscosity than the first flux is applied from above to the solder ball mounted on the electrode pad. Then, the solder ball coated with the second flux is melted to form a bump on the electrode pad.

また、本発明のバンプ形成装置は、一端がレーザー光を透過する光透過部材で封緘され、側方にプラズマを生成するガスを供給するガス供給口を有し、前記ガス供給口から供給された前記ガスを基板に搭載されたハンダボールに照射するよう導く直線状に形成したガス案内路と、前記ガス案内路から前記ハンダボールに至る前記ガスの流通経路の一部を包囲し、前記ガスに高圧・高周波電源を印加して当該ガスをプラズマ化するプラズマ生成手段と、生成したレーザー光を、前記光透過部材を透過し、前記ガスの流通経路及びプラズマ生成領域の中央部を通して前記ハンダボールに照射するレーザー発生手段と、を備え、前記プラズマで前記ハンダボールの酸化膜を除去すると共に、前記レーザー光で前記ハンダボールを溶融してバンプを形成することを特徴とする。
また、本発明の他のバンプ形成装置は、基板上に形成された電極パッド上に、ハンダボールを供給し、前記ハンダボールを溶融してバンプを形成するバンプ形成装置において、電極パッドに供給された特定のハンダボールにプラズマを照射し、前記ハンダボールの酸化膜を除去するプラズマユニットと、前記特定のハンダボールにレーザーを照射し、前記ハンダボールを溶融するレーザーユニットとを、前記各ユニットの照射方向が前記特定のハンダボールを照射するよう固定したユニット固定部材と、前記ユニット固定部材を前記各ユニットの照射方向が前記特定のハンダボールを照射するよう位置決め駆動する駆動手段と、を備えることを特徴とする。
Further, the bump forming apparatus of the present invention has one end sealed with a light transmitting member that transmits laser light, and has a gas supply port for supplying gas for generating plasma on the side, and the bump forming device has a gas supply port for supplying gas for generating plasma to the side. A gas guide path formed in a straight line that guides the gas to irradiate the solder balls mounted on the substrate, and a part of the gas distribution path from the gas guide path to the solder balls are surrounded, and the gas is guided to the solder balls mounted on the substrate. a plasma generating means for applying a high voltage/high frequency power source to turn the gas into plasma, and transmitting the generated laser light through the light transmitting member and through the gas distribution path and the central portion of the plasma generation region to the solder ball. and a laser generating means for irradiating the solder ball, the oxide film of the solder ball is removed by the plasma, and the solder ball is melted by the laser beam to form a bump.
Another bump forming apparatus of the present invention is a bump forming apparatus that supplies solder balls onto electrode pads formed on a substrate and melts the solder balls to form bumps. A plasma unit that irradiates a specific solder ball with plasma to remove the oxide film of the solder ball, and a laser unit that irradiates the specific solder ball with a laser to melt the solder ball. A unit fixing member fixed so that the irradiation direction irradiates the specific solder ball, and a driving means for positioning and driving the unit fixing member so that the irradiation direction of each unit irradiates the specific solder ball. It is characterized by

また、本発明のハンダボールリペア装置は、基板上に形成された電極パッド上に供給されたハンダボールにレーザーを照射し、前記ハンダボールを溶融し、前記電極パッドにハンダバンプを形成するハンダボールリペア装置において、前記レーザーの照射径が前記ハンダボール直径の略2.4倍から略3.1倍となる様にデフォーカス量を調整する焦点深度調整手段(焦点調整機構)を備えたことを特徴とする。 Furthermore, the solder ball repair device of the present invention irradiates a laser onto a solder ball supplied onto an electrode pad formed on a substrate, melts the solder ball, and forms a solder bump on the electrode pad. The apparatus is characterized by comprising a depth of focus adjustment means (focus adjustment mechanism) that adjusts the amount of defocus so that the irradiation diameter of the laser becomes approximately 2.4 times to approximately 3.1 times the diameter of the solder ball. shall be.

また、本発明の他のハンダボールリペア装置は、前記基板上に形成された電極パッド上に供給された前記ハンダボールにプラズマを照射し、前記ハンダボールの酸化膜を除去するプラズマ発生装置を備え、レーザーの照射よりもプラズマの照射を時間的に先立って行い、互いに照射している時間をオーバラップさせ、前記プラズマ発生装置により前記ハンダボールに前記プラズマを照射して、前記ハンダボールの酸化膜を除去すると共に、前記レーザー発生装置により前記ハンダボールに前記レーザーを照射して、前記ハンダボールを溶融し、前記電極パッドにハンダバンプを形成することを特徴とする。
また、本発明の他のハンダボールリペア装置は、前記レーザーの出力値、及び、焦点径を測定・検査するレーザー出力測定手段と、予めレーザー出力目標値、レーザー焦点目標径及び対象ワークの条件を記憶するレシピ記憶手段と、前記レシピ記憶手段から対象ワークの条件に対応した制御量情報を用い、レーザー出力、焦点及びデフォーカス量の補正を行うレーザー制御手段とを備えたことを特徴とする。
Further, another solder ball repair device of the present invention includes a plasma generation device that irradiates plasma onto the solder ball supplied onto an electrode pad formed on the substrate to remove an oxide film on the solder ball. , plasma irradiation is performed temporally prior to laser irradiation, the irradiation times overlap with each other, and the plasma is irradiated onto the solder ball by the plasma generator, thereby forming an oxide film on the solder ball. At the same time, the solder ball is irradiated with the laser by the laser generator to melt the solder ball and form a solder bump on the electrode pad.
Further, another solder ball repair device of the present invention includes a laser output measuring means for measuring and inspecting the output value and focal diameter of the laser, and a laser output target value, a laser focal target diameter, and conditions of the target workpiece in advance. The present invention is characterized by comprising a recipe storage means for storing the recipe, and a laser control means for correcting the laser output, focus, and defocus amount using control amount information corresponding to the conditions of the target workpiece from the recipe storage means.

本発明により、基板の電極パッド上に発生したバンプ欠陥を検査して、欠陥電極部にハンダボールを再供給・リペアを行い、はんだ付けする装置を提供することができる。また、極微細はんだバンプにおいて、リフロー後のバンプ電極の欠陥部位へのリペア・はんだ付けとして、信頼性の高いリペアはんだ付け装置及び方法を提供することができる。また、極微細はんだバンプ形成において、信頼性の高いはんだ付け装置及び方法を提供することができる。
なお、上記した以外の課題、構成及び効果については、実施例の説明により明らかにされる。
According to the present invention, it is possible to provide an apparatus that inspects bump defects occurring on electrode pads of a substrate, resupplies and repairs solder balls to defective electrode portions, and performs soldering. Furthermore, it is possible to provide a highly reliable repair soldering apparatus and method for repairing and soldering defective parts of bump electrodes after reflow in ultrafine solder bumps. Furthermore, it is possible to provide a highly reliable soldering device and method for forming ultra-fine solder bumps.
Note that problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear through the description of the examples.

フラックス印刷及びハンダボール搭載・印刷工程を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing flux printing and solder ball mounting/printing steps. フラックス印刷からハンダボール検査リペアまでの工程を説明する概略図である。It is a schematic diagram explaining the process from flux printing to solder ball inspection repair. バンプ形成の工程を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a process of bump formation. ハンダボール供給ヘッドの全体構造を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing the overall structure of the solder ball supply head. ハンダボール搭載・印刷動作を説明する概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating solder ball mounting and printing operations. ハンダボール搭載・印刷後の基板の状態例を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing an example of the state of the board after solder balls are mounted and printed. ハンダボール搭載・印刷後の代表的な欠陥例を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing typical examples of defects after solder ball mounting and printing. ハンダボール搭載・印刷後のリペア作業について説明する概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating repair work after solder ball mounting and printing. 検査リペア装置の概略構成について説明する平面図である。FIG. 1 is a plan view illustrating a schematic configuration of an inspection repair device. 修復用ディスペンサの構成を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing the configuration of a repair dispenser. 修復用ディスペンサの先端部におけるハンダボールの吸着分離動作を説明する拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view illustrating a solder ball adsorption/separation operation at the tip of the repair dispenser. 本発明の実施例であるプラズマレーザーリペアシステムを示す外観図である。1 is an external view showing a plasma laser repair system that is an embodiment of the present invention. プラズマレーザーリペア装置を説明する説明図である。It is an explanatory view explaining a plasma laser repair device. プラズマレーザーリペアヘッド部を説明する説明図である。It is an explanatory view explaining a plasma laser repair head part. プラズマレーザーリペア動作を示すフローチャートである。It is a flow chart showing plasma laser repair operation. 実施例2のプラズマレーザーヘッド部を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a plasma laser head section of Example 2. 実施例2のプラズマレーザーヘッド部の原理を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the principle of a plasma laser head section of Example 2. 実施例2のプラズマレーザーヘッド部の構成を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the configuration of a plasma laser head section of Example 2. 実施例2におけるパルス照射を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating pulse irradiation in Example 2. 他のプラズマレーザーリペア動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another plasma laser repair operation. 他のプラズマレーザーリペア装置の概略構成について説明する平面図である。It is a top view explaining the schematic structure of another plasma laser repair apparatus. 第1のフラックスピン転写ユニットの構成を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing the configuration of a first flux pin transfer unit. 第1のフラックスを塗布する動作を説明する説明図である。It is an explanatory view explaining the operation of applying the first flux. 第2のフラックスピン転写ユニットの構成を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing the configuration of a second flux pin transfer unit. 第2のフラックスを塗布する動作を説明する説明図である。It is an explanatory view explaining the operation of applying the second flux. 図21のプラズマレーザーリペア装置の変形例の概略構成について説明する平面図である。FIG. 22 is a plan view illustrating a schematic configuration of a modification of the plasma laser repair apparatus of FIG. 21. FIG. 図26のプラズマレーザーリペア装置の変形例の概略構成について説明する平面図である。FIG. 27 is a plan view illustrating a schematic configuration of a modified example of the plasma laser repair apparatus of FIG. 26. 図26のプラズマレーザーリペア装置の更に他の変形例の概略構成について説明する平面図である。FIG. 27 is a plan view illustrating a schematic configuration of still another modification of the plasma laser repair apparatus of FIG. 26. FIG. 複合操作部の各々に対応配置する複合保持部の拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of a composite holding section arranged corresponding to each of the composite operation sections. 他の実施例を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment. 図30の部分拡大図である。31 is a partially enlarged view of FIG. 30. FIG. 図30及び図31の部分拡大図である。32 is a partially enlarged view of FIGS. 30 and 31. FIG. デフォーカス量(DF)の定義を示す図である。It is a figure showing the definition of defocus amount (DF). 焦点時のスポット断面でのレーザー出力分布を示す図である。It is a figure which shows the laser output distribution in the spot cross section at the time of a focus. 各レーザースポット断面での出力分布を比較した図である。FIG. 3 is a diagram comparing output distributions in cross sections of each laser spot. バンプ形成の一実施例を説明する図である。It is a figure explaining one example of bump formation. レーザーユニット205の焦点調整操作を示す図である。3 is a diagram showing a focus adjustment operation of the laser unit 205. FIG. レーザーユニット205の焦点調整操作のフローチャートを示す図である。3 is a diagram showing a flowchart of a focus adjustment operation of the laser unit 205. FIG. レーザーユニット205のレーザー出力調整操作を示す図である。6 is a diagram showing a laser output adjustment operation of the laser unit 205. FIG. レーザーユニット205のレーザー出力調整操作のフローチャートを示す図である。3 is a diagram showing a flowchart of a laser output adjustment operation of the laser unit 205. FIG. レーザーユニット205のデフォーカス量調整操作を示す図である。5 is a diagram showing a defocus amount adjustment operation of the laser unit 205. FIG. レーザーユニット205のデフォーカス量調整操作のフローチャートを示す図である。5 is a diagram showing a flowchart of a defocus amount adjustment operation of the laser unit 205. FIG. レシピ記憶部の内容を示す図である。It is a figure showing the contents of a recipe storage part.

以下、図面を使用して、本発明の実施例による装置及び方法の好適な実施の形態について説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of apparatuses and methods according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1に、フラックス印刷及びハンダボール搭載・印刷工程の概要を示す。
図1(a)に示すように、まず、基板21の電極パッド22上に所定量のフラックス23をスクリーン印刷法により転写する。本実施例では、スクリーン20には高精度なパターン位置精度を保障できるように、アディティブ法で製作したメタルスクリーンを使用している。スキージ3としては角スキージ、剣スキージ、及び平スキージの何れを用いても良い。まず、フラックス23の粘度・チクソ性に応じたスクリーンギャップ、印圧、及びスキージ速度等の条件を設定する。そして、設定された条件でフラックスの印刷を実行する。
Figure 1 shows an overview of the flux printing and solder ball mounting/printing processes.
As shown in FIG. 1(a), first, a predetermined amount of flux 23 is transferred onto the electrode pads 22 of the substrate 21 by screen printing. In this embodiment, a metal screen manufactured by an additive method is used for the screen 20 so as to ensure high pattern position accuracy. As the squeegee 3, any of a square squeegee, a sword squeegee, and a flat squeegee may be used. First, conditions such as the screen gap, printing pressure, and squeegee speed are set according to the viscosity and thixotropy of the flux 23. Then, flux printing is executed under the set conditions.

印刷されたフラックス23の量が少ない場合、ハンダボール充填時にハンダボールを電極パッド22上に付着することができない恐れがある。またリフロー時のハンダ濡れ不良の要因となり、綺麗な形状のバンプが形成できず、バンプ高さ不良やハンダ接続強度不足の要因ともなる。 If the amount of printed flux 23 is small, there is a possibility that the solder balls cannot be attached onto the electrode pads 22 when filling the solder balls. It also causes poor solder wetting during reflow, making it impossible to form bumps with a beautiful shape, resulting in poor bump height and insufficient solder connection strength.

反対にフラックスの量が多過ぎる場合、ハンダボール搭載・印刷時にスクリーンの開口部に余分なフラックスが付着すると、ハンダボールがスクリーンの開口部に付着してしまい、ハンダボールが基板上に転写できなくなる。このようにフラックス印刷は、ハンダボール搭載における品質を維持するために非常に重要なファクターである。 On the other hand, if the amount of flux is too large and excess flux adheres to the screen openings during solder ball loading and printing, the solder balls will adhere to the screen openings and the solder balls will not be able to be transferred onto the board. . In this way, flux printing is a very important factor in maintaining quality in solder ball mounting.

次に、図1(b)に示すように、フラックス23が印刷された基板21の電極パッド22上にハンダボール24を搭載・印刷する。本実施例では、直径約30μmのハンダボールを使用する。なお、ハンダボールは半導体装置の小型化・高速化・大容量化によるバンプ電極の極微細化に伴い、その直径も25μm~30μmと、極小サイズ化が進んでいる。ハンダボール24の搭載において使用するスクリーン20bには、高精度なパターン位置精度を保障できるようにアディティブ法で製作したメタルスクリーンを使用する。 Next, as shown in FIG. 1(b), solder balls 24 are mounted and printed on the electrode pads 22 of the substrate 21 on which the flux 23 is printed. In this embodiment, solder balls with a diameter of about 30 μm are used. Note that as bump electrodes become extremely fine due to the miniaturization, speeding up, and large capacity of semiconductor devices, solder balls are also becoming extremely small in size, with a diameter of 25 μm to 30 μm. As the screen 20b used for mounting the solder balls 24, a metal screen manufactured by an additive method is used to ensure high pattern position accuracy.

スクリーン20bの材質にはたとえばニッケルのような磁性体材料を使用する。それによって、スクリーン20bは、ステージ10に設けてある磁石10sから磁力で吸引され、基板21とスクリーン20bとの間のギャップをゼロにすることができる。したがって、ハンダボール24が基板21とスクリーン20bの間に潜り込み余剰ボールを発生させるという不良を防止できる。 The screen 20b is made of a magnetic material such as nickel. Thereby, the screen 20b is magnetically attracted by the magnet 10s provided on the stage 10, and the gap between the substrate 21 and the screen 20b can be reduced to zero. Therefore, it is possible to prevent the solder balls 24 from slipping between the substrate 21 and the screen 20b and producing surplus balls.

また、スクリーン20bの裏面には樹脂製又は金属製の微小な支柱20aを設けている。これにより、フラックス23がにじんだ場合の逃げ部を構成している。したがって、フラックス23を印刷した基板21がスクリーン20bに密着した時に、フラックス23のにじみがスクリーンの開口部内に付着するのを防止できる。 In addition, minute pillars 20a made of resin or metal are provided on the back surface of the screen 20b. This constitutes an escape section in case the flux 23 bleeds. Therefore, when the substrate 21 on which the flux 23 is printed is brought into close contact with the screen 20b, it is possible to prevent the flux 23 from smearing into the openings of the screen.

基板21のコーナー4点には位置決めマーク(図示せず)が設けてある。基板21上の位置決めマークとスクリーン20b側の位置決めマーク(図示せず)をカメラ15f(図2参照)により視覚認識し、高精度に位置合わせする。それにより、所定の電極パッド22上にハンダボール24を高精度に供給することが可能になる。 Positioning marks (not shown) are provided at four corners of the substrate 21. The positioning mark on the substrate 21 and the positioning mark (not shown) on the screen 20b side are visually recognized by the camera 15f (see FIG. 2) and aligned with high precision. This makes it possible to supply the solder balls 24 onto predetermined electrode pads 22 with high precision.

スクリーン20b上に示したスリット状体63は、ハンダボールを供給するための充填ユニット(図4参照)を構成する一要素である。スリット状体63を揺動させながら充填ユニットが矢印60V方向に移動することによって、ハンダボール24が押し転がされ、スクリーン20bの開口部20dへ次々と充填されていく。 The slit-like body 63 shown on the screen 20b is one element constituting a filling unit (see FIG. 4) for supplying solder balls. By moving the filling unit in the direction of the arrow 60V while swinging the slit-like body 63, the solder balls 24 are pushed and rolled and are successively filled into the openings 20d of the screen 20b.

図2は、フラックス印刷からハンダボール検査リペアまでの工程の一実施例を示す概略図である。
図2に示す装置は、フラックス印刷部101、ハンダボール搭載・印刷部103、及び検査・リペア部104を一体として構成したものである。各部はベルトコンベア25で連結され、そのベルトコンベア25により基板が搬送される。フラックス印刷部101及びハンダボール搭載・印刷部103には、作業のためのテーブル10f、テーブル10bが設けてある。このテーブル10f、テーブル10bを上下移動して基板の受け渡しと受け取りを行う。テーブル10f、テーブル10bは水平方向(XYθ方向)にも移動可能に構成してある。また、カメラ15f、カメラ15bでスクリーン20、スクリーン20bと基板の位置合わせマーク(図示せず)を撮像することによって、スクリーン20、スクリーン20bと基板との位置合わせが行えるように構成してある。検査・リペア部104を通過した基板は次段の工程の図示しないリフロー部に送られ、加熱することにより、搭載されたハンダボールは溶融され、電極パッド上にはんだ付けされ、バンプが形成されることになる。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of the process from flux printing to solder ball inspection and repair.
The apparatus shown in FIG. 2 is constructed by integrating a flux printing section 101, a solder ball mounting/printing section 103, and an inspection/repair section 104. Each part is connected by a belt conveyor 25, and the substrate is conveyed by the belt conveyor 25. The flux printing section 101 and the solder ball mounting/printing section 103 are provided with a table 10f and a table 10b for working. The tables 10f and 10b are moved up and down to transfer and receive substrates. The table 10f and the table 10b are configured to be movable also in the horizontal direction (XYθ directions). Further, the screen 20, the screen 20b, and the substrate can be aligned by capturing images of alignment marks (not shown) on the screen 20, the screen 20b, and the substrate using the cameras 15f and 15b. The board that has passed through the inspection/repair section 104 is sent to the next step, a reflow section (not shown), where the mounted solder balls are melted by heating and soldered onto the electrode pads, forming bumps. It turns out.

図3に、本実施例におけるバンプ形成工程のフローチャートを示す。
まず基板をフラックス印刷部に搬入する(STEP1)。その後、電極パッド上に所定量のフラックスを印刷する(STEP2)。次に、フラックス印刷後のスクリーン開口状況を検査する(STEP3)。検査の結果NG(不良)の場合、印刷装置内に備えた版下清掃装置にて自動的にスクリーン清掃を実施し、必要に応じフラックスを供給補充する。またNGとなった基板は、ハンダボール印刷以降の工程を実施しないように、NG信号と共に後工程のコンベア上で待機させライン外へ排出する。インラインのNG基板ストッカー等を使用することによりマガジン一括で排出しても良い。NG基板はライン外の工程で洗浄実施後、再度フラックス印刷に使用可能となる(STEP4)。
FIG. 3 shows a flowchart of the bump forming process in this example.
First, the board is carried into the flux printing department (STEP 1). After that, a predetermined amount of flux is printed on the electrode pad (STEP 2). Next, the screen opening status after flux printing is inspected (STEP 3). If the inspection result is NG (defective), the screen is automatically cleaned using a printing plate cleaning device provided in the printing device, and flux is supplied and replenished as necessary. In addition, the board that is rejected is kept on standby on a conveyor for the subsequent process with an NG signal and discharged out of the line so that the process after solder ball printing is not performed. Magazines may be discharged all at once by using an inline NG substrate stocker or the like. After the NG substrate is cleaned in a process outside the line, it can be used again for flux printing (STEP 4).

良品基板に対してはハンダボール搭載・印刷を実施する(STEP5)。ハンダボール搭載・印刷が終了すると、版離れさせる前に、スクリーンの上方からスクリーン開口内におけるハンダボールの充填状況を検査する(STEP6)。その結果、充填不足の箇所があった場合、再度ハンダボール搭載・印刷動作を実行する(STEP7)。これにより、ハンダボールの充填率を向上させることができる。 Solder balls are mounted and printed on non-defective boards (STEP 5). When the solder ball loading and printing are completed, before the plate is separated, the filling status of the solder balls in the screen openings is inspected from above the screen (STEP 6). As a result, if there is a portion that is insufficiently filled, the solder ball mounting/printing operation is performed again (STEP 7). Thereby, the filling rate of solder balls can be improved.

STEP6の検査でOKとなったら、版離れを実施し(STEP8)、検査・リペア装置にてハンダボールの搭載状況を検査する(STEP9)。ハンダボール搭載状況の検査によりNGの場合は、フラックスを供給してから、不良箇所の電極パッド部にハンダボールを再供給する(STEP10)。搭載状況の検査によりOKの場合、次段の工程に配置した図示しないリフロー装置にてハンダボールを溶融し(STEP11)、ハンダバンプが完成する。 If the inspection in STEP 6 is OK, the plate is separated (STEP 8), and the mounting status of the solder balls is inspected using an inspection/repair device (STEP 9). If the inspection of the solder ball loading status is NG, flux is supplied and then solder balls are supplied again to the defective electrode pad portion (STEP 10). If the mounting status is inspected and the result is OK, the solder balls are melted in a reflow device (not shown) arranged in the next step (STEP 11), and the solder bumps are completed.

図4は、ハンダボール供給ヘッドの全体構造を示す側面図であり、ハンダボール搭載・印刷部における、ハンダボールを基板上に搭載するためのハンダボール供給ヘッド(充填ユニット)の構成を示す図である。 FIG. 4 is a side view showing the overall structure of the solder ball supply head, and is a diagram showing the configuration of the solder ball supply head (filling unit) for mounting solder balls on the substrate in the solder ball mounting/printing section. be.

ハンダボール供給ヘッド60は、筐体61と蓋64とシブ状体62で形成される空間にハンダボール24を収納するボールケースと、シブ状体62の下方に間隔をあけて設けられたスリット状体63とを備えている。シブ状体62は、供給対象のハンダボール24の直径に適合するように、網目状の開口或は連続した長方形状のスリット部等の開口を有する極薄の金属板で形成してある。シブ状体62の下方には、スリット状体63を配置し、スリット状体63がスクリーン20bと面接触するように構成してある。 The solder ball supply head 60 includes a ball case that stores the solder balls 24 in a space formed by a casing 61, a lid 64, and a shive-like body 62, and a slit-shaped space provided at a space below the shive-like body 62. body 63. The shive body 62 is formed of an extremely thin metal plate having openings such as a mesh opening or a continuous rectangular slit so as to match the diameter of the solder ball 24 to be supplied. A slit-like body 63 is disposed below the shive-like body 62, and the slit-like body 63 is configured to make surface contact with the screen 20b.

また、蓋64の上方に設けられた印刷ヘッド昇降機構4により、スクリーン20bに対するスリット状体63の接触度合い・ギャップを微調整することができる。スリット状体63は磁性材料からなる極薄の金属板で形成してある。磁性材料を使用することで、磁石を設けたステージ10からの磁力により、磁性材料で形成されたスクリーン20bに対してスリット状体63が吸着可能としたものである。スリット状体63は、対象のハンダボール24の直径及びスクリーン20bの開口部20dの寸法に適合するように、たとえば網目状の開口或は連続した長方形状のスリット部を有する。 Furthermore, the print head elevating mechanism 4 provided above the lid 64 allows fine adjustment of the degree of contact and the gap between the slit-shaped body 63 and the screen 20b. The slit-like body 63 is formed of an extremely thin metal plate made of a magnetic material. By using a magnetic material, the slit-shaped body 63 can be attracted to the screen 20b formed of the magnetic material by the magnetic force from the stage 10 provided with a magnet. The slit-like body 63 has, for example, a mesh-like opening or a continuous rectangular slit portion so as to match the diameter of the target solder ball 24 and the size of the opening 20d of the screen 20b.

さらに、ハンダボール供給ヘッド60は、ボールケースに設けてあるシブ状体62を水平方向に加振する水平振動機構を備えている。水平振動機構は、ボールケースの側面に対して平行な位置に形成した部材に加振手段65を取り付け、その部材を取り付けた支持部材70を蓋64の上面に設けることにより構成した。この構成により、ボールケースをその側面側から加振手段65により加振することで、シブ状体62を振動させることができる。シブ状体62を振動させることで、シブ状体62に設けてあるスリット状の開口がハンダボール24の直径より大きく開くことができる。これにより、ボールケースに収納したハンダボール24が、シブ状体62のスリット部からスリット状体63上に落下する。スリット状体63上に落下させるハンダボール24の数量、すなわちハンダボール24の供給量は加振手段65による加振エネルギーを制御することで調整できる。 Further, the solder ball supply head 60 includes a horizontal vibration mechanism that horizontally vibrates a shib-shaped body 62 provided in the ball case. The horizontal vibration mechanism was constructed by attaching a vibrating means 65 to a member formed parallel to the side surface of the ball case, and providing a support member 70 to which the vibrating member was attached on the upper surface of the lid 64. With this configuration, the shive-shaped body 62 can be vibrated by vibrating the ball case from the side surface thereof using the vibrating means 65. By vibrating the shib-like body 62, the slit-shaped opening provided in the shive-like body 62 can be opened larger than the diameter of the solder ball 24. As a result, the solder balls 24 housed in the ball case fall from the slit portion of the shive-like body 62 onto the slit-like body 63. The number of solder balls 24 dropped onto the slit-shaped body 63, that is, the supply amount of solder balls 24 can be adjusted by controlling the vibration energy by the vibration means 65.

加振手段65は、エアーロータリー式バイブレータを用い、圧縮エアー圧力をデジタル制御により微調整することで振動数を制御できるものである。或は、圧縮エアー流量を制御して振動数を可変してもよい。加振手段65により、シブ状体62及びボールケースは、ボールケース内に収容されたハンダボール24に振動を与え、ハンダボール24間に働くファンデスワールス力による吸引力を相殺し分散させる。その分散効果によって、ハンダボール24の材料や生産環境における温度・湿度の影響によりハンダボール供給量が変化することを防止できる。したがって、生産効率を考慮した調整が可能となる。 The vibration excitation means 65 uses an air rotary vibrator, and its frequency can be controlled by finely adjusting the compressed air pressure through digital control. Alternatively, the frequency may be varied by controlling the compressed air flow rate. The vibration means 65 causes the shib-shaped body 62 and the ball case to vibrate the solder balls 24 housed in the ball case, thereby canceling out and dispersing the suction force due to the van des Waals force acting between the solder balls 24. Due to the dispersion effect, it is possible to prevent the solder ball supply amount from changing due to the influence of the material of the solder balls 24 or the temperature and humidity in the production environment. Therefore, adjustments can be made taking production efficiency into consideration.

又はンダボール供給ヘッド60には、ボールケースを水平方向に揺動するための水平揺動機構が設けてある。水平揺動機構は次のように構成されている。支持部材70の上部にリニアガイド67を設け、リニアガイド67が移動できるようにリニアレールを設けた充填ヘッド支持部材71が設けてある。この充填ヘッド支持部材71には駆動用モータ68が設けてあり、この駆動用モータ68の軸に偏芯カム66が取り付けられている。偏芯カム66が回転すると支持部材70が水平方向に移動(揺動)する構成となっている。充填ヘッド支持部材71はモータ支持部材2に支持されており、モータ支持部材2に対して左右方向には移動しないように構成してある。 Alternatively, the ball supply head 60 is provided with a horizontal swing mechanism for swinging the ball case in the horizontal direction. The horizontal swing mechanism is constructed as follows. A linear guide 67 is provided on the upper part of the support member 70, and a filling head support member 71 is provided with a linear rail so that the linear guide 67 can move. This filling head support member 71 is provided with a driving motor 68, and an eccentric cam 66 is attached to the shaft of this driving motor 68. When the eccentric cam 66 rotates, the support member 70 moves (swings) in the horizontal direction. The filling head support member 71 is supported by the motor support member 2 and is configured not to move in the left-right direction with respect to the motor support member 2.

すなわち、水平揺動機構は、駆動用モータ68により偏芯カム66を回転させることにより、任意のストローク量にてスリット状体63に対して水平方向に揺動動作を与えるものである。スリット状体63は、磁力によりスクリーン20bに吸着された状態で揺動動作するので、スリット状体63とスクリーン20bの間には隙間が空かずに確実にハンダボール24を転がすことが可能である。また、スリット状体63の開口サイズにより、ハンダボール24を確実にスリット状体63の開口に補充しながら効率の良い充填動作が可能である。スクリーン20bと揺動動作のサイクル速度は、駆動用モータ68の速度を制御することで任意に可変でき、ラインバランスを考慮したハンダボール24の充填タクトを設定することができる。又はンダボール24の材料の種類、スクリーン20bの開口、及び環境条件に適合したサイクル速度を調整することで充填率を制御可能とした。 That is, the horizontal swinging mechanism provides a swinging motion to the slit-shaped body 63 in the horizontal direction with an arbitrary stroke amount by rotating the eccentric cam 66 with the drive motor 68. Since the slit-shaped body 63 swings while being attracted to the screen 20b by magnetic force, it is possible to reliably roll the solder ball 24 without leaving any gap between the slit-shaped body 63 and the screen 20b. . Moreover, the opening size of the slit-shaped body 63 allows efficient filling operation while reliably replenishing the opening of the slit-shaped body 63 with solder balls 24. The cycle speed of the screen 20b and the swinging operation can be arbitrarily varied by controlling the speed of the drive motor 68, and the filling tact of the solder balls 24 can be set in consideration of line balance. Alternatively, the filling rate can be controlled by adjusting the cycle speed suitable for the type of material of the underball 24, the opening of the screen 20b, and the environmental conditions.

さらに、ハンダボール供給ヘッド60にはヘラ状体69を設けてある。ハンダボール供給ヘッド60により基板21上にハンダボール24を供給した後に、スクリーン20bを基板21面から離す時、すなわち版離れを実施して基板上へハンダボールを転写する時に、スクリーン20bの版面上にハンダボール24の残りがあると、スクリーン20bの開口部20dを通してハンダボール24が基板21上に落下し、過剰ハンダボールが供給されてしまう原因となる。そのため、本実施例ではハンダボール供給ヘッド60の進行方向にボールケースから間隔を空けて、ヘラ状体69をスリット状体63と略同じ高さに設けてある。ヘラ状体69の先端は極薄で平坦精度の高い状態に研磨してあり、スクリーン20bに密着した状態で、ハンダボール24をハンダボール供給ヘッド60の外部にはみ出さないようにしている。 Further, the solder ball supply head 60 is provided with a spatula-shaped body 69. After the solder balls 24 are supplied onto the substrate 21 by the solder ball supply head 60, when the screen 20b is separated from the surface of the substrate 21, that is, when the plate separation is performed and the solder balls are transferred onto the substrate, the solder balls 24 are supplied onto the plate surface of the screen 20b. If there are any remaining solder balls 24 in the screen 20b, the solder balls 24 will fall onto the substrate 21 through the opening 20d of the screen 20b, causing excessive solder balls to be supplied. Therefore, in this embodiment, the spatula-shaped body 69 is provided at approximately the same height as the slit-shaped body 63 at a distance from the ball case in the direction in which the solder ball supply head 60 moves. The tip of the spatula-shaped body 69 is polished to be extremely thin and highly flat, and prevents the solder balls 24 from protruding outside the solder ball supply head 60 while being in close contact with the screen 20b.

また、ヘラ状体69には磁性体材料を用い、スリット状体63と同様に磁力でスクリーン20bに密着するので、ハンダボール24がハンダボール供給ヘッド60の外部へはみ出してしまうことを防止できる。なお、ヘラ状体69をボールケースの外周部全領域に設けるように構成してもよい。ヘラ状体69によってスクリーン20bの版面上のボール残りは極力少なくすることができる。
しかしながら、スクリーン20bの版面の微小変位によるボール残りの影響はまだ考えられる。そこで、本実施例では、過剰ハンダボールによる不良をさらに少なくするために、ハンダボール供給ヘッド60に、エアーカーテンを形成するための送風機構75を設けた。
In addition, since the spatula-shaped body 69 is made of a magnetic material and sticks closely to the screen 20b by magnetic force like the slit-shaped body 63, it is possible to prevent the solder balls 24 from protruding to the outside of the solder ball supply head 60. Note that the spatula-shaped body 69 may be provided over the entire outer peripheral area of the ball case. The spatula-shaped body 69 can minimize the amount of balls remaining on the plate surface of the screen 20b.
However, the influence of balls remaining due to minute displacements of the plate surface of the screen 20b can still be considered. Therefore, in this embodiment, in order to further reduce defects caused by excess solder balls, the solder ball supply head 60 is provided with an air blowing mechanism 75 for forming an air curtain.

すなわち、印刷ヘッド昇降機構4を支持するモータ支持部材2に送風機構75を設けて、充填ユニットの周囲にエアーカーテンを形成するようにしたものである。この送風機構75には図示しない圧縮空気供給源から圧縮空気が供給されるように構成してある。送風機構75を使用すると、ハンダボール供給ヘッド60が基板端面方向へ移動する時に、はみ出たハンダボールを圧縮エアーによりハンダボール供給ヘッド60の移動方向側へ押し転がす。したがって、版面上のハンダボール残りを防止できる。 That is, a blower mechanism 75 is provided on the motor support member 2 that supports the print head elevating mechanism 4 to form an air curtain around the filling unit. The blower mechanism 75 is configured to be supplied with compressed air from a compressed air supply source (not shown). When the blowing mechanism 75 is used, when the solder ball supply head 60 moves toward the end surface of the substrate, the protruding solder balls are pushed and rolled toward the moving direction of the solder ball supply head 60 by compressed air. Therefore, it is possible to prevent solder balls from remaining on the printing plate.

次に、ハンダボールを基板上に搭載・印刷する動作について説明する。
図5はハンダボール搭載・印刷動作を説明する概略図である。ハンダボール搭載・印刷動作には、主にハンダボール供給ヘッド60とスイーパ130が使用される。
Next, the operation of mounting and printing solder balls on a board will be explained.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the solder ball mounting and printing operation. The solder ball supply head 60 and the sweeper 130 are mainly used for the solder ball mounting and printing operations.

まず、(1)に示すように、ハンダボール供給ヘッド60は、基板21の長手方向に移動しながら、水平振動機構によりボールケースを振動させ、スクリーン20bの開口部にハンダボールを充填する。また、(2)に示すように、ハンダボール供給ヘッド60は、水平揺動機構による揺動動作も併用して、ハンダボールを転がして確実に開口部に充填しながら、水平方向(矢印A方向)に往復移動する。 First, as shown in (1), the solder ball supply head 60 vibrates the ball case using a horizontal vibration mechanism while moving in the longitudinal direction of the substrate 21, and fills the opening of the screen 20b with solder balls. In addition, as shown in (2), the solder ball supply head 60 also uses the swinging operation by the horizontal swinging mechanism to roll the solder balls and reliably fill the openings while moving the solder balls in the horizontal direction (in the direction of arrow A). ).

スクリーン開口部へのハンダボール充填動作が終わると、ハンダボール供給ヘッド60は(3)の矢印Bに示すように上昇する。その後、(4)の矢印Cに示すように基板21の上方を長手方向に移動し、元の位置に戻ったら矢印Dに示すようにスクリーン20bに接する位置まで下降して停止する。 When the solder ball filling operation into the screen opening is completed, the solder ball supply head 60 rises as shown by arrow B in (3). Thereafter, it moves in the longitudinal direction above the substrate 21 as shown by arrow C in (4), and when it returns to its original position, it descends to a position where it touches the screen 20b as shown by arrow D and stops.

次に、スイーパ130によるスイープ動作について説明する。
スイーパ130は、上記充填動作後に意図せずスクリーン上に残ってしまったハンダボールを履き集めるためのものである。スイーパ130の底部には、図5に示すように、複数のスキージ131が形成されている。スキージ131は、スイーパ130の動作進行方向とは逆方向に一定角度傾けて取り付けられている(細部は図示せず)。スキージ131がスクリーン上を移動しその表面をなでることによって、スクリーン上のハンダボールをほうきのように掃いて集めることができる。
Next, the sweep operation by the sweeper 130 will be explained.
The sweeper 130 is for collecting solder balls that are unintentionally left on the screen after the filling operation. As shown in FIG. 5, a plurality of squeegees 131 are formed at the bottom of the sweeper 130. The squeegee 131 is attached at a certain angle in a direction opposite to the moving direction of the sweeper 130 (details are not shown). By moving the squeegee 131 over the screen and stroking its surface, solder balls on the screen can be swept and collected like a broom.

ハンダボール供給ヘッド60による充填動作が終了すると、(5)に示すように、スイーパ130がスクリーン20bに接した状態で矢印Eに示す水平方向に移動する。すなわち、スイーパ130の底部に取り付けられた複数のスキージ131が、スクリーン20bの上面に沿って水平方向に進行する。このとき、スクリーン20b上に残っているハンダボールが掃き集められて、スクリーン20bの空いている開口部へ落とし込まれる。これによって、後述する図6、7に示すようなボール無し不良をなくすことができる。さらに、スクリーン20b上のハンダボールをすべて掃き出して、最終的にスクリーン20b上に余剰ハンダボールが残っていない状態にする。 When the filling operation by the solder ball supply head 60 is completed, the sweeper 130 moves in the horizontal direction shown by the arrow E while being in contact with the screen 20b, as shown in (5). That is, the plurality of squeegees 131 attached to the bottom of the sweeper 130 move horizontally along the upper surface of the screen 20b. At this time, the solder balls remaining on the screen 20b are swept up and dropped into the open openings of the screen 20b. As a result, it is possible to eliminate ball-less defects as shown in FIGS. 6 and 7, which will be described later. Furthermore, all the solder balls on the screen 20b are swept away, so that no surplus solder balls remain on the screen 20b.

スイーパ130は、スクリーン20bにおける開口部の存在する端部付近まで移動すると、矢印Fに示すように一旦上昇する。その後、(6)の矢印Gに示すように基板21の上方を長手方向に戻り、矢印Hに示すように再びスクリーン20bに接する位置まで下降する。その後さらに同様なスイープ動作を繰り返す。このスイープ動作は、スクリーン20b上のハンダボールが完全に一掃されるまで数回にわたって実行される。また、場合によっては、(7)の矢印Iに示すように、スクリーン20b上の一部分に限定したスイープ動作を他の部分に移動しながら連続して実行してもよい。 When the sweeper 130 moves to the vicinity of the end of the screen 20b where the opening is present, the sweeper 130 rises once as shown by an arrow F. Thereafter, as shown by arrow G in (6), it returns above the substrate 21 in the longitudinal direction, and as shown by arrow H, it descends to the position where it contacts the screen 20b again. After that, the same sweep operation is repeated. This sweeping operation is performed several times until the solder balls on the screen 20b are completely wiped out. Further, depending on the case, as shown by arrow I in (7), a sweep operation limited to a portion of the screen 20b may be continuously executed while moving to another portion.

以上のスイープ動作により、空いているすべての開口部へハンダボールを充填することができるので、ボール無し不良をなくすことが可能になる。また、最終的にスクリーン20b上の余剰ハンダボールがすべて残らず掃き出されるので、スクリーン20bを基板21から分離するときに、スクリーン20bの開口部に余剰ハンダボールが入り込んでしまうことを防止できる。したがって、後述する図6、7に示すようなダブルボール不良をなくすことができる。 By the above-described sweeping operation, it is possible to fill all vacant openings with solder balls, thereby making it possible to eliminate defects without balls. Moreover, since all the surplus solder balls on the screen 20b are finally swept away, it is possible to prevent the surplus solder balls from entering the openings of the screen 20b when the screen 20b is separated from the substrate 21. Therefore, double ball defects as shown in FIGS. 6 and 7, which will be described later, can be eliminated.

図6に、ハンダボール搭載・印刷後における、基板上のハンダボール充填状況の例を示す。
基板21をカメラで撮像した場合、ハンダボールが全ての電極部に対して良好に充填されると、(a)に示すような状態を観察することができる。(b)は、ハンダボールの一部の充填が不完全な状態(ボール無し不良)を示す。(c)は、ハンダボール同士が吸着したダブルボール状態、及び余剰ハンダボールが電極部からはみ出している状態を示す。
FIG. 6 shows an example of how the solder balls are filled on the board after the solder balls are mounted and printed.
When the substrate 21 is imaged with a camera, a state as shown in (a) can be observed when all the electrode parts are well filled with solder balls. (b) shows a state where some of the solder balls are incompletely filled (no ball defect). (c) shows a double ball state in which solder balls are attracted to each other and a state in which surplus solder balls protrude from the electrode portion.

図7はハンダボール搭載・印刷後の代表的な欠陥例を示している。図7に示すように、ハンダボール充填不良の例として、たとえば、ハンダボールが充填されていない「ボール無しの状態」、近接するハンダボール同士が重なった「ダブルボールの状態」、及びハンダボールが電極部のフラックス塗布位置からずれた「位置ずれボールの状態」を挙げることができる。 FIG. 7 shows typical examples of defects after solder ball mounting and printing. As shown in FIG. 7, examples of poor solder ball filling include "no ball state" where no solder balls are filled, "double ball state" where adjacent solder balls overlap, and "double ball state" where solder balls overlap. One example of this is the state of a "misaligned ball" that is deviated from the flux application position of the electrode section.

これらの状態で基板を後工程(リフロー工程)に流してしまうと、不合格品が生産されることになる。そこで基板上の充填状況を検査し、前記の充填ユニット(ハンダボール供給ヘッド)により搭載・印刷動作をリトライすることで、不良品を良品に修正することが可能になる。この検出には、良品モデルと比較するパターンマッチングにて判定が可能である。ハンダボール搭載・印刷後に、充填ユニットに取り付けたラインセンサカメラ(図示せず)にてエリア単位で一括認識を行う。もしNGであれば再度ハンダボール搭載・印刷を実行する。合格であれば、版離れ動作を実行し、基板を後工程へ排出する。 If the substrate is sent to the subsequent process (reflow process) under these conditions, a rejected product will be produced. Therefore, by inspecting the filling status on the substrate and retrying the mounting/printing operation using the filling unit (solder ball supply head), it becomes possible to correct a defective product into a non-defective product. This detection can be done by pattern matching that compares it with a non-defective model. After mounting and printing the solder balls, a line sensor camera (not shown) attached to the filling unit performs batch recognition in area units. If it is not successful, the solder ball mounting and printing are performed again. If it passes, a plate separation operation is performed and the substrate is discharged to a subsequent process.

図8は、ハンダボール搭載・印刷後の検査・リペア部でのリペア作業について説明する図である。
検査・リペア部では、まず、ハンダボール搭載・印刷が完了した後、基板上の充填状況をCCD(Charge Coupled Device)カメラで確認する。そして、不良が検出されると、不良箇所の位置座標を求める。ダブルボール、位置ずれボール、過剰ボールなどの不良の場合は、(1)に示すように、除去用ディスペンサである吸引用の真空吸着ノズル86が、不良ハンダボール24xの位置へ移動する。そして、不良ハンダボール24xを真空吸着し、不良ボール廃棄ステーション(図示せず)へ移動させる。不良ボール廃棄ステーションでは、廃棄ボックス83(図9参照)にボールを真空遮断により落下・廃棄する。
FIG. 8 is a diagram illustrating the solder ball mounting, post-printing inspection, and repair work in the repair section.
In the inspection/repair department, after the solder ball mounting and printing are completed, the filling status on the board is checked using a CCD (Charge Coupled Device) camera. Then, when a defect is detected, the position coordinates of the defective location are determined. In the case of defects such as double balls, misaligned balls, and excessive balls, as shown in (1), the suction vacuum suction nozzle 86, which is a removal dispenser, moves to the position of the defective solder ball 24x. Then, the defective solder balls 24x are vacuum-adsorbed and moved to a defective ball disposal station (not shown). At the defective ball disposal station, the balls are dropped into a disposal box 83 (see FIG. 9) and discarded by shutting off the vacuum.

ハンダボール24が供給されていない電極パッド部を検出した場合や、真空吸着ノズル86で不良ハンダボールを取り除いた場合は、(2)に示すように、ハンダボール収納部84に収納されている正常なハンダボール24を、修復用ディスペンサ87を用いて負圧により吸着する。そして(3)に示すように、正常なハンダボール24を吸着した修復用ディスペンサ87は、ハンダボール収納部84からフラックス供給部85に移動する。(4)に示すように、フラックス供給部85に蓄えられているフラックス23に、ハンダボール24を吸着した修復用ディスペンサ87を移動して、ハンダボール24をフラックス23に浸漬する(又は、ハンダボール24にフラックス23を付着する)ことで、ハンダボール24にフラックス23を添加する。その後、(5)に示すように、ハンダボール24を吸着した修復用ディスペンサ87を、基板上の欠陥のあった箇所に移動する。最後に(6)に示すように、欠陥部にハンダボール24を供給する。上記の(1)~(6)の工程でリペア作業が完了する。 If an electrode pad part to which solder balls 24 are not supplied is detected, or if a defective solder ball is removed by the vacuum suction nozzle 86, as shown in (2), a normal solder ball stored in the solder ball storage part 84 is removed. The repairing dispenser 87 is used to adsorb the solder ball 24 by negative pressure. Then, as shown in (3), the repair dispenser 87 that has absorbed the normal solder ball 24 moves from the solder ball storage section 84 to the flux supply section 85. As shown in (4), the repair dispenser 87 that has adsorbed the solder ball 24 is moved to the flux 23 stored in the flux supply section 85 to immerse the solder ball 24 in the flux 23 (or immerse the solder ball 24 in the flux 23). 24), the flux 23 is added to the solder ball 24. Thereafter, as shown in (5), the repair dispenser 87 that has absorbed the solder ball 24 is moved to the location on the board where the defect was located. Finally, as shown in (6), solder balls 24 are supplied to the defective portion. The repair work is completed by the steps (1) to (6) above.

上記工程で、除去用ディスペンサをフラックス供給用ディスペンサとして兼用できるようにして、不良ハンダボールを除去した後に、欠陥部分にフラックスを供給する方法も実施できる。この場合、新規のハンダボールを供給時に、フラックスを付着させる工程を行なわなくてよい。 In the above process, a method can also be implemented in which the removing dispenser can also be used as a flux supplying dispenser to supply flux to the defective portion after removing the defective solder ball. In this case, when supplying new solder balls, there is no need to perform a step of applying flux.

なお、前述の検査で、位置ずれボールなどの不良ボールを取り除いた場合は、上述のリペア作業で正常なハンダボールを正しい位置に補給して欠陥を修復することが可能である。 Note that if defective balls such as misaligned balls are removed in the above-mentioned inspection, it is possible to repair the defect by replenishing normal solder balls at the correct position in the above-mentioned repair work.

図9は、検査リペア装置の概略構成について説明する図であり、検査・リペア部を1つの独立した装置として上から見た平面図である。
図9に示すように、搬入コンベア81から検査対象の基板21が搬入されると、検査部コンベア82上に受け渡され、矢印J方向に搬送される。検査部コンベア82の上部には門型フレーム80が設けてある。門型フレーム80の搬入コンベア81側には、基板搬送方向(矢印J方向)に対して直角方向にラインセンサ79が配置してある。このラインセンサ79によって、基板21上の電極パッド22に印刷したハンダボール24の状態を検出する。なお、ここでは、ハンダボールの状態検出器としてラインセンサ79を設けた構成にしたが、撮像用カメラを設けて、門型フレーム80の長手方向に移動し、ハンダボールの状態を撮像して欠陥を検出する構成としてもよい。
FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of the inspection/repair device, and is a plan view of the inspection/repair section viewed from above as one independent device.
As shown in FIG. 9, when the substrate 21 to be inspected is carried in from the carry-in conveyor 81, it is transferred onto the inspection section conveyor 82 and conveyed in the direction of arrow J. A gate-shaped frame 80 is provided above the inspection section conveyor 82. A line sensor 79 is arranged on the carry-in conveyor 81 side of the gate-shaped frame 80 in a direction perpendicular to the substrate conveyance direction (arrow J direction). This line sensor 79 detects the state of the solder ball 24 printed on the electrode pad 22 on the substrate 21. Note that here, although the line sensor 79 is provided as a solder ball state detector, an imaging camera is provided and moves in the longitudinal direction of the gate-shaped frame 80 to image the state of the solder balls and detect defects. It may be configured to detect.

門型フレーム80を支持する一方の足側には、正常なハンダボールを収納したハンダボール収納部84と、フラックス供給部85が設けてある。また他方の足側には、廃棄ボックス83が設けてある。門型フレーム80には、不良ハンダボールを吸引除去するための除去用ディスペンサである真空吸着ノズル86と、基板上の欠陥を補修するための修復用ディスペンサ87とが、リニアモータにより水平方向(矢印K方向)に移動可能に設けてある。 A solder ball storage section 84 that stores normal solder balls and a flux supply section 85 are provided on one leg side that supports the gate-shaped frame 80. Further, a waste box 83 is provided on the other leg side. A vacuum suction nozzle 86, which is a removal dispenser for suctioning and removing defective solder balls, and a repair dispenser 87, for repairing defects on the board, are mounted on the gate-shaped frame 80 in a horizontal direction (arrow) by a linear motor. K direction).

検査部コンベア82は、矢印J方向及びその逆方向に往復動できるように構成されており、基板21の欠陥位置に応じて、修復用ディスペンサ87や真空吸着ノズル86の位置に欠陥位置を合わせることができるように構成してある。検査・リペアの終了した基板21は搬出コンベア88によって搬出され、リフロー装置に送られる。上述の構成により、図8で説明した動作で検査リペアを行うことが可能となる。 The inspection section conveyor 82 is configured to be able to reciprocate in the direction of arrow J and in the opposite direction, and can align the defect position with the repair dispenser 87 or the vacuum suction nozzle 86 depending on the defect position of the board 21. It is configured so that it can be done. The board 21 that has been inspected and repaired is carried out by a carry-out conveyor 88 and sent to a reflow apparatus. With the above-described configuration, inspection and repair can be performed by the operation described in FIG. 8.

図10はハンダボール搭載手段としての修復用ディスペンサの構成を示す側面図であり、図11は修復用ディスペンサの先端部におけるハンダボールの吸着分離動作を説明する拡大図である。
図10に示すように、修復用ディスペンサ87には、ハンダボールを保持して移動させるためのたとえばプラスチック製の吸着ノズル90が形成されている(ただし材質はプラスチック製に限定されるわけではない)。吸着ノズル90は先端部98から上方に向かってテーパー状に施されている。すなわち、吸着ノズル90は先端部98から基端部99に向かって幅が拡大していく形状になっている。吸着ノズル90内には貫通穴92が形成されている。
FIG. 10 is a side view showing the configuration of a repair dispenser as a solder ball mounting means, and FIG. 11 is an enlarged view illustrating a solder ball adsorption/separation operation at the tip of the repair dispenser.
As shown in FIG. 10, the repair dispenser 87 is formed with a suction nozzle 90 made of, for example, plastic to hold and move the solder ball (however, the material is not limited to plastic). . The suction nozzle 90 is tapered upward from a tip 98. That is, the suction nozzle 90 has a shape in which the width increases from the tip end 98 toward the base end 99. A through hole 92 is formed in the suction nozzle 90 .

図11に示すように、貫通穴92もまた(吸着ノズル90の形状ほどではないが)上方に向かってテーパー状に形成されている。すなわち、貫通穴92は上部になるほど太く、下部になるほど細くなるように形成されている。なお詳細には、貫通穴92の下端に設けた開口端部92aの内径が、後述の心棒91の外径と略同一になるように、貫通穴92を形成する。貫通穴92の内部空間には、図示しない負圧印加機構により負圧が施されるようになっている。 As shown in FIG. 11, the through hole 92 is also formed in an upwardly tapered shape (though not as sharply as the shape of the suction nozzle 90). That is, the through hole 92 is formed to be thicker toward the top and thinner toward the bottom. In detail, the through hole 92 is formed so that the inner diameter of the open end 92a provided at the lower end of the through hole 92 is approximately the same as the outer diameter of the shaft 91, which will be described later. Negative pressure is applied to the internal space of the through hole 92 by a negative pressure applying mechanism (not shown).

吸着ノズル90はノズル支持枠94にボルト等により固定されている。ノズル支持枠94は駆動部96に連結されている。そのため、吸着ノズル90は駆動部96とともに上下方向に自在に移動できるようになっている。 The suction nozzle 90 is fixed to a nozzle support frame 94 with bolts or the like. The nozzle support frame 94 is connected to a drive section 96. Therefore, the suction nozzle 90 can freely move in the vertical direction together with the drive section 96.

吸着ノズル90内の貫通穴92には、心棒91がシール部材(図示せず)を介して挿入、保持されている。心棒91は、たとえば直径約10μmの円柱状の金属製の棒であり、強度が大きく帯電しにくい材質からなる(ただし心棒91の形状(直径)と材質は上記に限定されず、ハンダボール24の直径よりも小さいことが好ましい)。貫通穴92の開口端部92aの部分を除いて、心棒91の外径は貫通穴92の内径よりも小さく、心棒91は吸着ノズル90の軸方向に自在に上下動できるようになっている。心棒91の上端部91aは支持部材93に固定されている。支持部材93はモータ95に連結しており、心棒91とともに上下方向に自在に移動できるようになっている。 A mandrel 91 is inserted and held in a through hole 92 in the suction nozzle 90 via a sealing member (not shown). The mandrel 91 is, for example, a cylindrical metal rod with a diameter of approximately 10 μm, and is made of a material that has high strength and is difficult to be charged (however, the shape (diameter) and material of the mandrel 91 are not limited to the above, and may be similar to that of the solder ball 24. (preferably smaller than the diameter). Except for the opening end 92a of the through hole 92, the outer diameter of the mandrel 91 is smaller than the inner diameter of the through hole 92, and the mandrel 91 can freely move up and down in the axial direction of the suction nozzle 90. An upper end 91a of the mandrel 91 is fixed to a support member 93. The support member 93 is connected to a motor 95 and can freely move in the vertical direction together with the shaft 91.

支持部材93と駆動部96とはリニアレール97を介して接続されているので、支持部材93と駆動部96とはそれぞれ独立して上下動できるようになっている。すなわち、支持部材93に取り付けられた心棒91と、駆動部96に連結した吸着ノズル90はそれぞれ独立して上下動が可能である。 Since the support member 93 and the drive section 96 are connected via the linear rail 97, the support member 93 and the drive section 96 can each move up and down independently. That is, the shaft 91 attached to the support member 93 and the suction nozzle 90 connected to the drive section 96 can each independently move up and down.

このように、上記の支持部材93、ノズル支持枠94、モータ95、駆動部96、リニアレール97等で駆動機構を構成している。 In this way, the above-mentioned support member 93, nozzle support frame 94, motor 95, drive section 96, linear rail 97, etc. constitute a drive mechanism.

支持部材93が下降、又は吸着ノズル90が上昇すると、図10(b)に示すように支持部材93の下端面と吸着ノズル90の上端面とが当接する。この当接状態で、心棒91の下端部91bが吸着ノズル90の先端部98から下方向に突出する。上記機能を実現するために、心棒91の全長Aは吸着ノズル90の全長Bよりも長くなるように構成されている。 When the support member 93 is lowered or the suction nozzle 90 is raised, the lower end surface of the support member 93 and the upper end surface of the suction nozzle 90 come into contact as shown in FIG. 10(b). In this contact state, the lower end 91b of the mandrel 91 projects downward from the tip 98 of the suction nozzle 90. In order to realize the above function, the total length A of the mandrel 91 is configured to be longer than the total length B of the suction nozzle 90.

なお、図11に拡大して示すように、吸着ノズル90の先端部98はハンダボール24を保持しやすいように、テーパー溝の形状に加工されている。吸着ノズル90の先端部98がテーパー溝の形状に加工されていることにより、ハンダボール24を真空吸着したときに、ハンダボール24がテーパー溝内にぴったりと良好にフィットし、ハンダボール24が先端部98から容易にはずれにくくなる。なお、先端部98の溝部の形状を、ハンダボール24の形状と同様な球状とすることにより、さらに良好な吸着が可能になる。しかしながら、先端部98の形状は上記に限定されるものではない。 Note that, as shown in an enlarged view in FIG. 11, the tip 98 of the suction nozzle 90 is processed into a tapered groove shape so as to easily hold the solder ball 24. Since the tip 98 of the suction nozzle 90 is machined into the shape of a tapered groove, when the solder ball 24 is vacuum-suctioned, the solder ball 24 fits snugly and well into the tapered groove, and the solder ball 24 is attached to the tip. It becomes difficult to easily come off from the portion 98. In addition, by making the shape of the groove of the tip portion 98 into a spherical shape similar to the shape of the solder ball 24, even better suction can be achieved. However, the shape of the tip portion 98 is not limited to the above.

次に、上記のように構成された修復用ディスペンサによるハンダボールの欠陥リペア動作を説明する。 Next, a description will be given of the solder ball defect repair operation using the repair dispenser configured as described above.

最初に、修復用ディスペンサ87の吸着ノズル90で、補修するための新規ハンダボール24(直径約30μm)を吸着する。このとき、吸着ノズル90内には貫通穴92を介して負圧が供給されるので、ハンダボール24は吸着ノズル90の先端部98に真空吸着される。図示はしないが、心棒91が挿入されている貫通穴92の上部から負圧が洩れないような構造が施されている。またこのとき、図10(a)に示すように、心棒91は吸着ノズル90の先端部98から内側(上方)に引っ込んでいる状態になっている。 First, the suction nozzle 90 of the repair dispenser 87 sucks a new solder ball 24 (about 30 μm in diameter) to be repaired. At this time, since negative pressure is supplied into the suction nozzle 90 through the through hole 92, the solder ball 24 is vacuum suctioned to the tip 98 of the suction nozzle 90. Although not shown, a structure is provided to prevent negative pressure from leaking from the upper part of the through hole 92 into which the mandrel 91 is inserted. Further, at this time, as shown in FIG. 10(a), the mandrel 91 is retracted inwardly (upwards) from the tip 98 of the suction nozzle 90.

この吸着状態で、ハンダボール24を欠陥箇所の電極パッド120上方に搬送し、修復用ディスペンサ87を電極パッド120方向に降下させて、図11(a)に示すように、電極パッド120上のフラックス121内にハンダボール24を載置する。 In this suction state, the solder ball 24 is conveyed above the electrode pad 120 at the defective location, and the repair dispenser 87 is lowered toward the electrode pad 120 to remove the flux on the electrode pad 120, as shown in FIG. 11(a). The solder ball 24 is placed inside the solder ball 121.

次に、モータ95を駆動して、心棒91の下端部91bがハンダボール24に当接するまで、心棒91を吸着ノズル90の貫通穴92を通って降下させる。それによって、図11(b)に示すように、心棒91がハンダボール24を電極パッド120に対して押し付けることになる。前記のように心棒91の外径と貫通穴92の開口端部92aの内径とは略同一なので、心棒91の移動過程において、心棒91が貫通穴92の開口端部92aをふさぐ状態になる。そのために、貫通穴92内の隙間が狭少状態になり、負圧力が作用していても、それによる真空吸着(負圧)力が小さくなり、ハンダボール24は吸着ノズル90から分離自在になる。
したがって、上記構成によれば負圧を遮断するための真空ポンプ弁を別途設ける必要がなく、コスト削減につながる。
Next, the motor 95 is driven to lower the mandrel 91 through the through hole 92 of the suction nozzle 90 until the lower end 91b of the mandrel 91 comes into contact with the solder ball 24. As a result, the mandrel 91 presses the solder ball 24 against the electrode pad 120, as shown in FIG. 11(b). As described above, since the outer diameter of the mandrel 91 and the inner diameter of the open end 92a of the through hole 92 are substantially the same, the mandrel 91 closes the open end 92a of the through hole 92 during the movement process of the mandrel 91. Therefore, the gap in the through hole 92 becomes narrow, and even if negative pressure is applied, the resulting vacuum suction (negative pressure) force becomes small, and the solder ball 24 can be freely separated from the suction nozzle 90. .
Therefore, according to the above configuration, there is no need to separately provide a vacuum pump valve for cutting off negative pressure, leading to cost reduction.

次に、図10(b)に示すように心棒91でハンダボール24を電極パッド120に押さえ付けた状態で、図11(b)に示すように吸着ノズル90を上昇させてハンダボール24から分離する。 Next, with the solder ball 24 pressed against the electrode pad 120 by the mandrel 91 as shown in FIG. 10(b), the suction nozzle 90 is raised to separate it from the solder ball 24 as shown in FIG. 11(b). do.

最後に、モータ95を駆動して、心棒91を再び上昇させてハンダボール24から分離する。このとき、心棒91とハンダボール24との接触面積は非常に小さいので、たとえ静電気が発生しても無視できるほどに小さいため、心棒91とハンダボール24の分離は問題なくスムーズにおこなわれる。 Finally, the motor 95 is driven to raise the mandrel 91 again and separate it from the solder ball 24. At this time, since the contact area between the mandrel 91 and the solder ball 24 is very small, even if static electricity is generated, it is so small that it can be ignored, so that the mandrel 91 and the solder ball 24 can be separated smoothly without any problem.

以上のように、本発明の実施例によるハンダボール検査リペア装置(以下、ハンダボールリペア装置と称する場合がある)は、補修用ディスペンサ87内に上下動できる心棒91を設けて、ハンダボール24を欠陥のあった部分に供給するときに、ハンダボール24を心棒91で物理的に電極パッド120側に押し付けながら、吸着ノズル91を引き上げてハンダボール24から引き離すようにしたことにより、ハンダボールを電極パッド上に効率よく確実に搭載できる。 As described above, the solder ball inspection and repair device according to the embodiment of the present invention (hereinafter sometimes referred to as a solder ball repair device) includes a shaft 91 that can move up and down in the repair dispenser 87 to inspect the solder balls 24. When supplying the solder ball to the defective part, the mandrel 91 physically presses the solder ball 24 against the electrode pad 120 side while pulling up the suction nozzle 91 to separate it from the solder ball 24, thereby removing the solder ball from the electrode. It can be mounted efficiently and reliably on the pad.

又はンダボール搭載のためにたとえばレーザー光照射装置のような高価な装置を使用することなく、シンプルな構成で上述の機能を実現したので、装置の製造コストを低く抑えることが可能になる。 Alternatively, since the above-mentioned functions are achieved with a simple configuration without using expensive equipment such as a laser beam irradiation device for mounting the double ball, it is possible to keep the manufacturing cost of the device low.

次に、本発明の実施例であるプラズマレーザーリペアシステムを説明する。図12は、本発明の実施例であるプラズマレーザーリペアシステムを示す外観図である。
半導体装置の小型化・高速化・大容量化によるバンプ電極の極微細化に伴い、例えば、図2で示す検査・リペア部104により、はんだバンプ電極における欠陥などを検査し、修復した場合であり、そのリフロー後であっても、図7に示すような、ハンダボール充填不良、たとえば、ハンダボールが充填されていない「ボール無しの状態」、近接するハンダボール同士が重なった「ダブルボールの状態」、及びハンダボールが電極部のフラックス塗布位置からずれた「位置ずれボールの状態」が存在する場合がある。
Next, a plasma laser repair system that is an embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is an external view showing a plasma laser repair system that is an embodiment of the present invention.
With the miniaturization, higher speed, and larger capacity of semiconductor devices, bump electrodes have become extremely fine. For example, defects in solder bump electrodes are inspected and repaired by the inspection/repair section 104 shown in FIG. Even after reflow, solder ball filling failures may occur, as shown in Figure 7. For example, solder balls may not be filled in a "no-ball state," or adjacent solder balls overlap each other in a "double ball state."'', and ``misaligned ball conditions'' in which the solder ball is displaced from the flux application position of the electrode section may exist.

これらの状態は、例え、ハンダボール充填不良が1つの場合であっても、不合格品であることから、そこで基板上の充填状況を再度(2回目)検査し、充填ユニット(ハンダボール供給ヘッド)により搭載動作を再々トライすることにより、不良品を良品に修復することが可能になる。この検出には、良品モデルと比較するパターンマッチングにて判定が可能である。 In these conditions, even if there is only one solder ball filling defect, the product is rejected, so the filling condition on the board is inspected again (second time), and the filling unit (solder ball supply head ), it is possible to repair a defective product to a non-defective product by trying the loading operation again and again. This detection can be done by pattern matching that compares it with a non-defective model.

そこで、本実施例に示すプラズマレーザーリペアシステムは、リフロー装置を通過した基板を再度検査し、基板の電極パッド上に発生したバンプに欠陥がある欠陥電極部にハンダボールを再供給・再リペアを行い、はんだ付けする。そして、このような極微細はんだバンプにおいて、本実施例に示すプラズマレーザーリペアシステムは、リフロー後のバンプ電極の欠陥部位をリペア・はんだ付けする信頼性の高いリペアはんだ付け装置である。 Therefore, the plasma laser repair system shown in this embodiment re-inspects the board that has passed through the reflow equipment, and re-supplies and re-repairs the defective electrode parts where the bumps that have occurred on the electrode pads of the board are defective. and solder. In such ultra-fine solder bumps, the plasma laser repair system shown in this embodiment is a highly reliable repair soldering device that repairs and solders defective parts of bump electrodes after reflow.

本実施例に示すプラズマレーザーリペアシステムは、図2で示す検査・リペア部104の後工程、及び図示されないリフロー装置の後工程に設置される。なお、このプラズマレーザーリペアシステムは、図2で示す検査・リペア部104の後工程やリフロー装置の後工程に設置されることに限定されず、このシステム単体で設置してもよい。なお、このプラズマレーザーリペアシステムを、オフライン等にて、システム単体で設置する場合を、便宜上、バンプ形成装置と呼称し、この装置を使用し、バンプを形成する方法を、便宜上、バンプ形成方法と称する場合がある。なお、バンプ形成装置は、基板に形成される複数の電極パッドの各々にハンダボールを搭載し、ハンダボールをリフローすることにより、電極パッド上にバンプを形成するものである。 The plasma laser repair system shown in this embodiment is installed in the downstream process of the inspection/repair section 104 shown in FIG. 2 and in the downstream process of the reflow apparatus (not shown). Note that this plasma laser repair system is not limited to being installed in the post-process of the inspection/repair section 104 shown in FIG. 2 or the post-process of the reflow apparatus, but may be installed as a standalone system. For convenience, when this plasma laser repair system is installed as a standalone system, such as off-line, it is referred to as a bump forming device, and the method of forming bumps using this device is referred to as a bump forming method for convenience. Sometimes referred to as The bump forming apparatus mounts a solder ball on each of a plurality of electrode pads formed on a substrate, and forms bumps on the electrode pads by reflowing the solder balls.

なお、本実施例では、一例として、図2に示す検査・リペア部104の後工程に位置するリフロー部の次段の工程に設置されるものとして説明する。この際、プラズマレーザーリペアシステムの設置に際しては、オンラインであっても、オフラインであってもよい。つまり、リフロー後に欠陥部位が検出されたバンプ電極が存在する基板を、オンラインでこのプラズマレーザーリペアシステムに流通させても良く、また、リフロー後に欠陥部位が検出されたバンプ電極が存在する基板を、ストックし、オフラインでこのプラズマレーザーリペアシステムに流通させても良い。なお、本実施例では、オフラインの場合を説明する。 In addition, in this embodiment, as an example, it will be explained as being installed in the next step of the reflow section which is located in the subsequent step of the inspection/repair section 104 shown in FIG. At this time, the plasma laser repair system may be installed online or offline. In other words, a board on which a bump electrode with a defective part has been detected after reflow may be distributed online to this plasma laser repair system, and a board with a bump electrode on which a defective part has been detected after reflow may be distributed online to this plasma laser repair system. It may be stocked and distributed offline to this plasma laser repair system. In this embodiment, an offline case will be described.

なお、プラズマレーザーリペアシステムが図2で示す検査・リペア部104の後工程に位置するリフロー部の次段の工程にされる、すなわちオンラインの場合、欠陥部位が検出されない基板は、このプラズマレーザーリペアシステムを単に通過するよう各部を制御するようにしてもよい。この場合、装置の一連の、いわゆる製造ライン構成を単純化することができる。 Note that when the plasma laser repair system is placed in the next process of the reflow section located after the inspection/repair section 104 shown in FIG. Each part may be controlled to simply pass through the system. In this case, the series of devices, so-called production line configuration, can be simplified.

プラズマレーザーリペアシステムは、基板(リフロー後に欠陥部位が検出されたバンプ電極が存在する基板)を搬入する搬入ステージ(BF(LD))と、リフロー後の基板に対して検査・リペア作業を実行する検査・リペアユニット(IR)と、リペアされたハンダボールを電極バッドに固着(はんだ付けや溶着)するレーザーリペアユニット(LR)と、修復された基板を搬出する搬出ステージ(BF(ULD))と、を有する。制御ユニット(制御部(以下、CON)又は制御手段)は、これら搬入ステージ(BF(LD))、検査・リペアユニット(IR)、レーザーリペアユニット(LR)及び搬出ステージ(BF(ULD))の全体を所定の状態に制御する制御ユニットである。 The plasma laser repair system has a loading stage (BF (LD)) that loads the substrate (a substrate with a bump electrode where a defective part has been detected after reflow), and performs inspection and repair work on the substrate after reflow. An inspection/repair unit (IR), a laser repair unit (LR) that fixes (soldering or welding) repaired solder balls to electrode pads, and an unloading stage (BF (ULD)) that unloads the repaired board. , has. The control unit (control unit (hereinafter referred to as CON) or control means) controls the loading stage (BF (LD)), inspection/repair unit (IR), laser repair unit (LR), and unloading stage (BF (ULD)). This is a control unit that controls the entire device to a predetermined state.

なお、図2に示す装置、すなわちフラックス印刷部101、ハンダボール搭載・印刷部103、及び検査・リペア部104も同様に図3で示すような一連の制御フローで制御されるが、この一連の制御フローとCONとは、個別の制御装置を、専用の通信手段等で接続し連携を取ってもよいが、一体の制御装置として構成してもよい。(一連のシステムの構成図の図12を参照)。勿論、図2に示すフラックス印刷部101、ハンダボール搭載・印刷部103、及び検査・リペア部104、次段の工程に配置される図示しないリフロー部、及び図12に示す搬入ステージ(BF(LD))、検査・リペアユニット(IR)、レーザーリペアユニット(LR)、搬出ステージ(BF(ULD))を一連のシステムとして構成する場合には、これら全体を1つの制御装置で制御するようにしてもよい。 Note that the apparatus shown in FIG. 2, that is, the flux printing section 101, the solder ball mounting/printing section 103, and the inspection/repair section 104 are also controlled by a series of control flows as shown in FIG. The control flow and CON may be configured by connecting separate control devices using a dedicated communication means or the like for coordination, or may be configured as an integrated control device. (See FIG. 12 for a block diagram of a series of systems). Of course, the flux printing section 101, solder ball mounting/printing section 103, and inspection/repair section 104 shown in FIG. 2, the reflow section (not shown) arranged in the next step, and the loading stage (BF (LD )), inspection/repair unit (IR), laser repair unit (LR), and unloading stage (BF (ULD)) are configured as a series of systems, so that they are all controlled by one control device. Good too.

検査・リペアユニット(IR)は、例えば、図2で示す検査・リペア部104のようなハンダボールの状態を検査するハンダボール検査装置の機能も有し、ハンダボールの搭載状況を検査した結果、ハンダボール搭載状況の検査によりNGの場合(欠陥が検出された場合)は、ハンダボールにフラックスを供給してから、不良箇所の電極パッド部に、例えば、図10に記載するような修復用ディスペンサを使用し、ハンダボールを再供給する。 The inspection/repair unit (IR) also has the function of a solder ball inspection device that inspects the condition of the solder balls, such as the inspection/repair section 104 shown in FIG. 2, and as a result of inspecting the mounting status of the solder balls, If the inspection of the solder ball loading status is NG (if a defect is detected), after supplying flux to the solder ball, apply a repair dispenser, such as the one shown in Figure 10, to the defective electrode pad. and re-supply the solder balls.

そして、基本的な一例としては、図8に示す(1)~(6)の工程でリペア作業が実施される。また、装置構成としても、基本的な一例としては、図9及び図10に示す装置構成が適用される。なお、この際、ハンダボールを再供給した位置データが取得され、この位置データは、検査・リペアユニット(IR)や、レーザーリペアユニット(LR)に専用の通信手段等で送信される等で、連携を取ってもよい。 As a basic example, repair work is performed in steps (1) to (6) shown in FIG. Furthermore, as a basic example of the device configuration, the device configurations shown in FIGS. 9 and 10 are applied. At this time, the position data of the resupply of the solder ball is acquired, and this position data is sent to the inspection/repair unit (IR) or the laser repair unit (LR) using a dedicated communication means, etc. You can also collaborate.

次に、図13を使用し、レーザーリペアユニット(LR)であるプラズマレーザーリペア装置を説明する。
プラズマレーザーリペア装置は、プラズマレーザーリペアヘッド部200と、基板215を設置するアラインメントステージ216と、アラインメントステージ216を水平方向(XYθ方向)に移動させるステージ移動軸218と、を有する。なお、プラズマレーザーリペアヘッド部200は、水平方向(XYθ方向)に移動可能としても良い。これにより、リペアされたハンダボール(ハンダボール位置)に、ピンポイント(局所的)に、プラズマとレーザーとを照射することができる。なお、プラズマにあっては、放出、放射とも表現することができるが、本実施例では、これらを含め、照射と称することとする。
Next, a plasma laser repair device, which is a laser repair unit (LR), will be explained using FIG. 13.
The plasma laser repair apparatus includes a plasma laser repair head section 200, an alignment stage 216 on which a substrate 215 is placed, and a stage movement axis 218 that moves the alignment stage 216 in the horizontal direction (XYθ directions). Note that the plasma laser repair head section 200 may be movable in the horizontal direction (XYθ directions). Thereby, the repaired solder ball (solder ball position) can be pinpointed (locally) irradiated with plasma and laser. Note that plasma can also be expressed as emission or radiation, but in this embodiment, both of these terms will be referred to as irradiation.

そして、プラズマレーザーリペア装置は、検査・リペアユニット(IR)から送信される位置データに基づいて、アラインメントステージ216を水平方向(XYθ方向)に移動させる。また、この位置データに基づいて、プラズマレーザーリペアヘッド部200も移動させてもよい。 Then, the plasma laser repair apparatus moves the alignment stage 216 in the horizontal direction (XYθ directions) based on the position data transmitted from the inspection/repair unit (IR). Furthermore, the plasma laser repair head section 200 may also be moved based on this position data.

なお、実施例においてはアラインメントステージ216を水平方向(XYθ方向)に移動させる場合について説明するが、プラズマレーザーリペアヘッド部200をX方向、Y方向に移動可能に構成し、アラインメントステージ216をθ方向に移動可能に構成してもよい。もしくはリペアヘッドが基板215を設置するステージと相対的にX方向、Y方向、θ方向に移動するよう構成してもよい。 In addition, in the embodiment, a case will be explained in which the alignment stage 216 is moved in the horizontal direction (XYθ direction), but the plasma laser repair head section 200 is configured to be movable in the X direction and the Y direction, and the alignment stage 216 is moved in the θ direction. It may be configured to be movable. Alternatively, the repair head may be configured to move in the X direction, Y direction, and θ direction relative to the stage on which the substrate 215 is placed.

次に、図14を使用し、プラズマレーザーリペアヘッド部200を説明する。
プラズマレーザーリペアヘッド部(バンプ形成装置として意味合いも有する)200は、リペアされたハンダボール位置に移動し、このハンダボールに対してピンポイントでスポット的に予熱をかけ、このハンダボールに対してプラズマを照射してハンダボールの酸化膜(例えば、厚さが数nmから数μm程度)を除去(酸化還元)し、酸化膜(酸化被膜)を除去した後、レーザー(レーザー光)を照射して、局所的にリフローする。
Next, the plasma laser repair head section 200 will be explained using FIG. 14.
The plasma laser repair head section 200 (which also has the meaning of a bump forming device) moves to the repaired solder ball position, preheats the solder ball in a pinpoint spot, and applies plasma to the solder ball. The oxide film (for example, thickness from several nm to several μm) of the solder ball is removed (oxidation-reduction) by irradiating it with laser (laser light). , reflow locally.

プラズマレーザーリペアヘッド部200は、ハンダボールに対してスポット的にレーザーを照射し、ハンダボールを加熱、溶融するレーザー照射手段としてのレーザーユニット(レーザーヘッドやレーザー発生装置(レーザー照射手段の意味)と称する場合がある)205と、ハンダボールに対してスポット的にプラズマを照射するプラズマ照射手段としてのプラズマユニット(マイクロプラズマヘッドやプラズマ発生装置(プラズマ照射手段の意味)とも称する場合がある)220と、ハンダボール(ハンダボールが配置された基板や電極パッド(例えば、銅パッド))に対してスポット的に予熱をかけるスポットヒータ210と、を有する。そして、少なくともレーザーユニット205とプラズマユニット220とを固定するユニット固定板219を有する。ユニット固定板219は少なくともレーザーユニット205とプラズマユニット220とを、そのレーザーの照射方向とプラズマの照射方向とが搭載された特定のハンダボールに合致させることができるよう固定する。なお、ユニット固定板219には、スポットヒータ210を、その照射方向を、搭載された特定のハンダボールに合致させることができるよう固定してもよい。ユニット固定板219は、これらレーザーユニット205とプラズマユニット220と必要によりスポットヒータ210を固定できるものであれば、その形状は任意であり、以下ではユニット固定部材と称する。
なお、本実施例では、例えば、赤外線などを使用するスポットヒータ210を使用し、スポット的に予熱をかけるが、基板215を事前に温め、所定の温度(例えば、150~180℃程度)までプレヒートするホットプレートを使用してもよい。
The plasma laser repair head section 200 includes a laser unit (a laser head and a laser generator (meaning a laser irradiation means)) as a laser irradiation means that irradiates the solder ball with a laser beam spot-wise to heat and melt the solder ball. A plasma unit (sometimes referred to as a micro plasma head or a plasma generator (meaning a plasma irradiation means)) 220 serves as a plasma irradiation means that irradiates the solder ball with plasma spot-wise. , a spot heater 210 that preheats a solder ball (a substrate on which the solder ball is placed or an electrode pad (for example, a copper pad)) in a spot manner. It also includes a unit fixing plate 219 that fixes at least the laser unit 205 and the plasma unit 220. The unit fixing plate 219 fixes at least the laser unit 205 and the plasma unit 220 so that the laser irradiation direction and the plasma irradiation direction can match with a specific solder ball mounted thereon. Note that the spot heater 210 may be fixed to the unit fixing plate 219 so that its irradiation direction can be matched with a specific solder ball mounted thereon. The unit fixing plate 219 can have any shape as long as it can fix the laser unit 205, plasma unit 220, and spot heater 210 if necessary, and will be referred to as a unit fixing member below.
In this embodiment, the spot heater 210 using, for example, infrared rays is used to perform spot preheating. You may also use a hot plate.

また、スポットヒータ210の代わりに、デフォーカスレーザーを使用し、ハンダボールの周辺に対して予熱をかけてもよい。デフォーカスレーザーは、設定によっては、ハンダボールの周辺を加熱することも可能であり、デフォーカスレーザーには、例えば、赤外線レーザーを使用することができる。なお、デフォーカスレーザー使用時の焦点(デフォーカス時のレーザースポット径)は、レーザーユニット205から照射されるレーザーの焦点(ジャストフォーカス時のレーザースポット径)よりも、大きいことが好ましい。 Further, instead of the spot heater 210, a defocused laser may be used to preheat the periphery of the solder ball. Depending on the setting, the defocus laser can also heat the periphery of the solder ball, and for example, an infrared laser can be used as the defocus laser. Note that the focus when using a defocus laser (laser spot diameter when defocused) is preferably larger than the focus of the laser irradiated from the laser unit 205 (laser spot diameter when just focused).

また、レーザーユニット205から照射されるレーザーは、パルス的(15~25KHz、例えば、マイクロウエーブ)に照射されることが好ましい。ハンダボールにレーザーをパルス的に照射することにより、ハンダボールの酸化膜を効率的に除去することができる。これは、レーザーをパルス的に照射し、熱音響効果を使用し、その衝撃により、ハンダボールの表面に形成される酸化膜に効率的にひびを入れることができるためである。 Further, the laser irradiated from the laser unit 205 is preferably irradiated in a pulsed manner (15 to 25 KHz, eg, microwave). By irradiating the solder ball with laser pulses, the oxide film on the solder ball can be efficiently removed. This is because the oxide film formed on the surface of the solder ball can be effectively cracked by the impact of pulsed laser irradiation and thermoacoustic effect.

また、プラズマレーザーリペアヘッド部200は、ユニット固定板219を上下方向(Z軸方向)に移動するためのアクチュエータ202と、アクチュエータ202を駆動するモータ201と、を有する。これにより、少なくともレーザーユニット205とプラズマユニット220とは、上下方向に移動し、レーザーの照射方向とプラズマの照射方向とを搭載されたハンダボールに合致させることができる。そして、アクチュエータ202は、ヘッドフレーム203に固定される。 Further, the plasma laser repair head section 200 includes an actuator 202 for moving the unit fixing plate 219 in the vertical direction (Z-axis direction), and a motor 201 for driving the actuator 202. As a result, at least the laser unit 205 and the plasma unit 220 can move in the vertical direction to match the laser irradiation direction and the plasma irradiation direction with the mounted solder ball. The actuator 202 is then fixed to the head frame 203.

プラズマユニット220は、プラズマを発生させる高周波電圧を印加するプラズマ電極213と、高周波電圧が印加され、電界を発生させるプラズマアンテナ211と、ガスが導入され、プラズマ放電管であるプラズマキャピラリ212と、発生するプラズマを射出するプラズマノズル214と、を有する。これにより、ハンダボールに対してスポット的にプラズマを照射することができる。なお、本実施例においては、プラズマ電極213と、プラズマアンテナ211と、プラズマキャピラリ212と、プラズマノズル214と、は、直線状に配置される。なお、これらの配置は任意であり、要はハンダボールに対してスポット的にプラズマを照射できる配置であれば、その限定はない。 The plasma unit 220 includes a plasma electrode 213 that applies a high frequency voltage to generate plasma, a plasma antenna 211 to which the high frequency voltage is applied and generates an electric field, a plasma capillary 212 which is a plasma discharge tube into which gas is introduced, and a plasma capillary 212 which is a plasma discharge tube. and a plasma nozzle 214 that injects plasma. Thereby, the solder balls can be irradiated with plasma in spots. In this embodiment, the plasma electrode 213, the plasma antenna 211, the plasma capillary 212, and the plasma nozzle 214 are arranged in a straight line. Note that these arrangements are arbitrary, and there is no limitation as long as the arrangement allows plasma to be irradiated spot-wise onto the solder balls.

そして、媒体ガスを使用してプラズマを発生させ、プラズマとなるガスとしては、本実施例では、重量%にて、アルゴン97~97.5%、水素3~2.5%の混合気体が使用される。なお、これらガスの種類、混合比率は任意であり、装置構成、或は照射対象となる電極パッド又はハンダボールによって、ガスの種類及びその混合比率は適正に選択すればよい。このガスは、プラズマ電極213側からプラズマキャピラリ212に導入される。なお、プラズマユニット220は、電極パッド及び/又はハンダボールに対して、アルゴンガスを有するプラズマを照射することが好ましい。また、媒体ガスは、重量%にて、1~4%の水素成分を含むアルゴンガスであることが好ましい。 Then, a medium gas is used to generate plasma, and in this example, a mixed gas of 97 to 97.5% argon and 3 to 2.5% hydrogen is used as the gas to become the plasma. be done. Note that the types and mixing ratio of these gases are arbitrary, and may be appropriately selected depending on the device configuration or the electrode pad or solder ball to be irradiated. This gas is introduced into the plasma capillary 212 from the plasma electrode 213 side. Note that the plasma unit 220 preferably irradiates the electrode pad and/or the solder ball with plasma containing argon gas. Further, the medium gas is preferably argon gas containing 1 to 4% hydrogen component by weight.

なお、この場合は、水素がラジカル化し、活性化され、ハンダボールの表面に形成される酸化膜を除去する。原理としては、酸化膜の酸素とこの水素とが結合し、水蒸気として、酸化膜が除去される。 In this case, hydrogen is radicalized and activated, and the oxide film formed on the surface of the solder ball is removed. The principle is that the oxygen in the oxide film and this hydrogen combine, and the oxide film is removed as water vapor.

また、レーザーユニット205は、ハンダボールの状態を観察する観察カメラ206と、レーザー光を導入するレーザー導光口207と、レーザー光の平行光を得るために収差補正するコリメートレンズ208と、平行光のレーザー光を集光する集光レンズ209と、を有する。なお、本実施例においては、観察カメラ206と集光レンズ209とは、直線状に配置され、レーザー導光口207とコリメートレンズ208と、観察カメラ206と集光レンズ209との直線状の軸に対して、垂直に配置される。 The laser unit 205 also includes an observation camera 206 that observes the state of the solder ball, a laser light guide port 207 that introduces laser light, a collimating lens 208 that corrects aberrations to obtain parallel light of the laser light, and a collimating lens 208 that corrects aberrations to obtain parallel light of the laser light. and a condensing lens 209 that condenses the laser beam. In this embodiment, the observation camera 206 and the condensing lens 209 are arranged in a straight line, and the linear axes of the laser light guiding port 207 and the collimating lens 208 and the observation camera 206 and the condensing lens 209 are arranged in a straight line. is placed perpendicular to.

つまり、ハンダボールの状態を観察カメラ206により直線状に観察し、レーザー光は90°屈折され、ハンダボールに照射される。これにより、ハンダボールに対してスポット的にレーザーを照射することができる。なお、この装置構成は一例であり、これらの配置構成に限定はない。また、装置構成として、観察カメラ206は、必ずしも必須ではない。 That is, the state of the solder ball is observed linearly by the observation camera 206, and the laser beam is refracted by 90 degrees and irradiated onto the solder ball. Thereby, the laser can be irradiated spot-wise onto the solder ball. Note that this device configuration is an example, and there is no limitation to these arrangement configurations. Furthermore, the observation camera 206 is not necessarily essential as part of the device configuration.

そして、プラズマユニット220の直線状の軸と、レーザーユニット205の直線状の軸と、スポットヒータ210の軸とは、1つのハンダボールに向かうように、1点に集中することが好ましい。つまり、プラズマユニット220のプラズマ照射軸(プラズマユニットの直線状の軸)とレーザーユニット205のレーザー照射軸(レーザーユニット205の直線状の軸)との交点(焦点)が、ハンダボールの略中心となる位置になるように、プラズマユニット220とレーザーユニット205を配置し、また、この交点に、修復するハンダボールが配置されるように、基板の配置位置を制御する。勿論、基板配置位置の制御は相対的であり、プラズマレーザーヘッドを所定の位置となるよう移動制御してもよい。すなわち、基板215の配置位置とプラズマレーザーユニット230とは、特定のハンダボール24に、プラズマ照射軸(プラズマユニットの直線状の軸)とレーザーユニット205のレーザー照射軸(レーザーユニット205の直線状の軸)との交点(焦点)が、ハンダボールの略中心となるように相対的に位置決めされる位置決め駆動手段を備えていればよい。 Preferably, the linear axis of the plasma unit 220, the linear axis of the laser unit 205, and the axis of the spot heater 210 are concentrated at one point so as to be directed toward one solder ball. In other words, the intersection (focal point) of the plasma irradiation axis of the plasma unit 220 (linear axis of the plasma unit) and the laser irradiation axis of the laser unit 205 (linear axis of the laser unit 205) is approximately at the center of the solder ball. The plasma unit 220 and the laser unit 205 are arranged so that they are at the intersection, and the arrangement position of the substrate is controlled so that the solder ball to be repaired is arranged at the intersection. Of course, the control of the substrate placement position is relative, and the movement of the plasma laser head may be controlled to be at a predetermined position. That is, the placement position of the substrate 215 and the plasma laser unit 230 are such that the plasma irradiation axis (the linear axis of the plasma unit) and the laser irradiation axis of the laser unit 205 (the linear axis of the laser unit 205) It is only necessary to provide a positioning drive means that is relatively positioned so that the intersection point (focal point) with the solder ball (axis) is approximately at the center of the solder ball.

レーザーユニット205のレーザー照射軸とプラズマユニット220のプラズマ照射軸とのなす角度は、特に限定はないが修復するハンダボールに対してレーザー、プラズマを照射可能であればよく、装置構成或は修復するハンダボールの状態にもよるが、概ね0~180度で調整されることが好ましい。つまり、この角度が0度の場合は、レーザー照射軸とプラズマ照射軸とは同じ方向であり、例えば、レーザーとプラズマとが上方からハンダボールに照射されることを意味し、この角度が180度の場合は、レーザー照射軸とプラズマ照射軸とが対向し、例えば、ハンダボールに対して、左右方向からレーザーとプラズマとがそれぞれ照射されることを意味する。なお、本実施例では、プラズマユニット220の直線状の軸と、レーザーユニット205の直線状の軸と、スポットヒータ210の軸とは、それぞれ、Z軸に対して、所定の角度を有して配置され、それぞれが90°の角度をもって配置される。つまり、プラズマユニット、レーザーユニット205は、電極パッドに供給されたハンダボールに対して、略中心にプラズマやレーザーを照射する。 The angle between the laser irradiation axis of the laser unit 205 and the plasma irradiation axis of the plasma unit 220 is not particularly limited, but it may be sufficient as long as the solder ball to be repaired can be irradiated with the laser or plasma, and the angle may be different depending on the device configuration or repair. Although it depends on the condition of the solder ball, it is preferable to adjust the angle between approximately 0 and 180 degrees. In other words, if this angle is 0 degrees, the laser irradiation axis and the plasma irradiation axis are in the same direction, which means, for example, that the laser and plasma are irradiated onto the solder ball from above, and this angle is 180 degrees. In the case of , it means that the laser irradiation axis and the plasma irradiation axis face each other, and, for example, the solder ball is irradiated with the laser and the plasma from the left and right directions, respectively. In this embodiment, the linear axis of the plasma unit 220, the linear axis of the laser unit 205, and the axis of the spot heater 210 each have a predetermined angle with respect to the Z axis. each at an angle of 90°. In other words, the plasma unit and laser unit 205 irradiate the solder ball supplied to the electrode pad with plasma or laser approximately at the center.

また、プラズマユニット220、レーザーユニット205は、電極パッドに供給されたハンダボールの略上半分部分に、プラズマやレーザーを照射することが好ましい。つまり、プラズマやレーザーを、ハンダボールに対して、上方から照射することが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the plasma unit 220 and the laser unit 205 irradiate plasma or laser onto approximately the upper half of the solder ball supplied to the electrode pad. That is, it is preferable to irradiate the solder ball with plasma or laser from above.

なお、プラズマユニット220の直線状の軸と、レーザーユニット205の直線状の軸と、スポットヒータ210の軸とは、必ずしもZ軸に対して、所定の角度を有して配置されなくても良く、例えば、レーザーユニット205の直線状の軸をZ軸と平行(Z軸と同軸)にし、これに対して、プラズマユニット220の直線状の軸とスポットヒータ210の軸とを所定の角度を有して配置させてもよい。また、プラズマユニット220の直線状の軸やスポットヒータ210の軸もZ軸と平行にしてもよい。また、レーザーユニット205の軸と、プラズマユニットの軸とは、平行であっても良く、また、これら軸が同軸であってもよい。 Note that the linear axis of the plasma unit 220, the linear axis of the laser unit 205, and the axis of the spot heater 210 do not necessarily have to be arranged at a predetermined angle with respect to the Z axis. For example, the linear axis of the laser unit 205 is parallel to the Z-axis (coaxial with the Z-axis), and the linear axis of the plasma unit 220 and the axis of the spot heater 210 are at a predetermined angle with respect to this. It may also be placed. Further, the linear axis of the plasma unit 220 and the axis of the spot heater 210 may also be parallel to the Z axis. Furthermore, the axis of the laser unit 205 and the axis of the plasma unit may be parallel, or these axes may be coaxial.

更に、プラズマレーザーリペアヘッド部200は、レーザーユニット205の先端(基板側)から基板までの高さ(GAP高さ)を測定する基板高さ変位計204や基板におけるハンダボール充填不良を観測するアラインメントカメラ217が設置されてもよい。なお、基板高さ変位計204やアラインメントカメラ217は、ユニット固定板219に固定されてもよく、スポットヒータ210もユニット固定板219に固定されてもよい。 Furthermore, the plasma laser repair head section 200 includes a substrate height displacement meter 204 that measures the height (GAP height) from the tip (substrate side) of the laser unit 205 to the substrate, and an alignment device that monitors solder ball filling defects on the substrate. A camera 217 may be installed. Note that the substrate height displacement meter 204 and the alignment camera 217 may be fixed to the unit fixing plate 219, and the spot heater 210 may also be fixed to the unit fixing plate 219.

これにより、アラインメントステージ216上に設置される基板215や基板215に配置されたハンダボールに対して、スポット的にレーザーを照射し、スポット的にプラズマを照射し、スポット的に予熱をかけることができる。 As a result, the substrate 215 placed on the alignment stage 216 and the solder balls placed on the substrate 215 can be irradiated with laser in a spot, irradiated with plasma in a spot, and preheated in a spot. can.

また、スポットヒータ210を使用し、スポット的に予熱をかけることにより、基板全体を予熱する必要がなく、基板に対する熱ダメージを抑制することができる。また、レーザーユニット205を使用し、スポット的にレーザーを照射することにより、基板全体に対してリフローする必要がなく、基板や健全なハンダボールに対する熱ダメージを抑制することができる。 Furthermore, by using the spot heater 210 to preheat in spots, there is no need to preheat the entire substrate, and thermal damage to the substrate can be suppressed. Furthermore, by using the laser unit 205 and irradiating the laser in spots, there is no need to reflow the entire board, and thermal damage to the board and healthy solder balls can be suppressed.

つまり、本実施例は、ハンダボールにレーザーを照射するレーザーユニット205とハンダボールにプラズマを照射するプラズマユニット220とを備えるハンダボールリペア装置やバンプ形成装置であり、プラズマとレーザーとを特定のハンダボールに共に又は同時に照射するものである。ここで、「共に」又は「同時に」照射とは、レーザー照射に対し、時間的に先立ってプラズマを照射することを含み、互いに照射している時間がオーバラップしていることである。 In other words, this embodiment is a solder ball repair device or a bump forming device that includes a laser unit 205 that irradiates a laser to a solder ball and a plasma unit 220 that irradiates a plasma to a solder ball. The balls are irradiated together or simultaneously. Here, irradiation "together" or "simultaneously" includes irradiation with plasma temporally prior to laser irradiation, and means that the irradiation times overlap with each other.

つまり、プラズマを照射してハンダボールの酸化膜を除去し、その後、レーザーを照射したのでは、プラズマによりハンダボールが活性化しているため、この時間差により、レーザーを照射するまでの間に、ハンダボールに酸化膜が形成されてしまうが、これらを共に又は同時に照射することにより、こうしたハンダボールに対する酸化膜の発生を抑制することができる。したがって、必ずしも、ハンダボールの酸化膜の除去処理は、窒素ガスなどの不活性ガスを処理室内に充満させ、不活性ガス雰囲気下で行う必要はない。本実施例では、プラズマレーザーリペア装置が設置される環境は、大気環境である。なお、本実施例は、プラズマレーザーリペア装置を覆い、覆われた内部を窒素環境とすることを妨げるものではない。 In other words, if you remove the oxide film on the solder ball by irradiating plasma and then irradiating it with laser, the solder ball will have been activated by the plasma, so this time difference will cause the solder to dry before irradiating the laser. An oxide film is formed on the solder ball, but by irradiating both or at the same time, it is possible to suppress the formation of an oxide film on the solder ball. Therefore, the process for removing the oxide film of the solder ball does not necessarily need to be performed in an inert gas atmosphere by filling the process chamber with an inert gas such as nitrogen gas. In this embodiment, the environment in which the plasma laser repair device is installed is an atmospheric environment. Note that this embodiment does not preclude covering the plasma laser repair apparatus and making the covered interior a nitrogen environment.

なお、プラズマレーザーリペアシステムは、ハンダボールに照射するプラズマユニット220からのプラズマとハンダボールに照射するレーザーユニットからのレーザーとを同時に照射するよう制御ユニット(CON)で制御する。また、このCONは、修復用ディスペンサによって供給されたハンダボールへのレーザー照射に先立って、ハンダボールにプラズマを照射するよう制御する。また、このCONは、プラズマ照射とレーザー照射とに先立って、ハンダボールを予熱するスポットヒータ210により、ハンダボールを予熱するよう制御する。 Note that the plasma laser repair system is controlled by a control unit (CON) so that the plasma from the plasma unit 220 that irradiates the solder ball and the laser from the laser unit that irradiates the solder ball are simultaneously irradiated. The CON also controls irradiation of plasma onto the solder ball prior to irradiation of the laser onto the solder ball supplied by the repair dispenser. Further, this CON controls the solder ball to be preheated by a spot heater 210 that preheats the solder ball prior to plasma irradiation and laser irradiation.

また、CONは、バンプ形成においても、プラズマユニット220によるプラズマの照射とレーザーユニットによるレーザーの照射とを制御する制御ユニットであり、プラズマユニット220によるプラズマの照射とレーザーユニットによるレーザーの照射とが同時に照射される時間帯を確保する(時間帯が存在する)よう制御する。また、CONは、バンプ形成においても、レーザーユニットによるレーザーの照射に先立って、プラズマユニット220によるプラズマの照射が行われるように制御する。更に、CONは、バンプ形成においても、プラズマ照射とレーザー照射とに先立って、ハンダボールやハンダボールの周辺を予熱するよう制御する。 Also, CON is a control unit that controls plasma irradiation by the plasma unit 220 and laser irradiation by the laser unit in bump formation, and the plasma irradiation by the plasma unit 220 and the laser irradiation by the laser unit are simultaneously performed. Control is performed to ensure a time period for irradiation (a time period exists). Furthermore, in bump formation, CON controls the plasma unit 220 to perform plasma irradiation prior to laser irradiation by the laser unit. Furthermore, in bump formation, CON controls the solder ball and its surroundings to be preheated prior to plasma irradiation and laser irradiation.

図15に、プラズマレーザーリペア動作のフローチャートを示す。CONは各部をこの動作のフローチャートに沿って適正に制御する。
まず、基板215をプラズマレーザーリペア装置の搬入ステージに搬入する(STEP1)。その後、位置データを検査・リペアユニット(IR)から受信する(STEP2)。そして、基板215をアラインメントステージ216上に配置する(STEP3)。受信した位置データに基づいて、例えば、アラインメントステージ216を移動させ、基板215を所定の位置に配置する(STEP4)。 その後、配置が完了すると、モータ201を駆動し、アクチュエータ202を下方向(Z軸方向)に移動させ、レーザーユニット205の先端が、設定されているGAP高さ(間隙高さ)になるように移動させる(STEP5)。このGAP高さを基板高さ変位計204にて確認する(STEP6)。このGAP高さに問題がない場合(OKの場合)は、次のSTEPに進む。このGAP高さに問題がある場合には、アクチュエータ202を下方向に移動させ、レーザーユニット205の先端が設定されているGAP高さ(間隙高さ)になるように移動させ、再度、このGAP高さを基板高さ変位計204にて確認する。
FIG. 15 shows a flowchart of the plasma laser repair operation. CON appropriately controls each part according to the flowchart of this operation.
First, the substrate 215 is loaded onto the loading stage of the plasma laser repair apparatus (STEP 1). After that, position data is received from the inspection/repair unit (IR) (STEP 2). Then, the substrate 215 is placed on the alignment stage 216 (STEP 3). Based on the received position data, for example, the alignment stage 216 is moved and the substrate 215 is placed at a predetermined position (STEP 4). After that, when the arrangement is completed, the motor 201 is driven and the actuator 202 is moved downward (Z-axis direction) so that the tip of the laser unit 205 is at the set GAP height. Move it (STEP 5). This GAP height is confirmed using the substrate height displacement meter 204 (STEP 6). If there is no problem with this GAP height (if OK), proceed to the next STEP. If there is a problem with this GAP height, move the actuator 202 downward until the tip of the laser unit 205 reaches the set GAP height (gap height), and then adjust the GAP height again. The height is confirmed using the substrate height displacement meter 204.

GAP高さを基板高さ変位計204にて確認し、問題がない場合には、スポットヒータ210により、ハンダボール(ハンダボールが配置された基板215や電極パッド)に対してスポット的に例えば150~180℃程度まで予熱をかける(STEP7)。そして、ハンダボール(ハンダボールが配置された基板215や電極パッド)の温度が、特に、基板215の温度が、設定される温度に到達しているか否かを、例えば図示していない温度計などにより確認する(STEP8)。なお、この温度が設定温度に到達している場合には、次のSTEPに進む。この温度が設定温度に到達していない場合には、スポットヒータ210により予熱し続ける。又は、スポットヒータ210の出力を増加し、温度上昇を促進する。そして、この温度が設定温度に到達したか否かを再度確認する。 The GAP height is confirmed with the board height displacement meter 204, and if there is no problem, the spot heater 210 is used to set the solder ball (the board 215 on which the solder ball is placed or the electrode pad) at a spot height of 150, for example. Preheat to ~180℃ (STEP 7). Then, the temperature of the solder ball (the board 215 on which the solder ball is placed and the electrode pad), especially the temperature of the board 215, is checked using a thermometer (not shown) to determine whether the temperature has reached the set temperature. Confirm by (STEP 8). Note that if this temperature has reached the set temperature, proceed to the next STEP. If this temperature has not reached the set temperature, the spot heater 210 continues to preheat. Alternatively, the output of the spot heater 210 is increased to promote temperature rise. Then, it is checked again whether this temperature has reached the set temperature.

また、GAP高さを基板高さ変位計204にて確認し、問題がない場合には、プラズマユニット220により、ハンダボールに対してスポット的にプラズマを照射する(STEP9)。そして、ハンダボール及び/又は電極パッドが、酸化還元(ハンダボールの表面に形成される酸化膜が除去)されているか否かを、例えば、観察カメラ206によりか確認する(STEP10)。この場合、ハンダボールの表面に形成される酸化膜が除去されるとハンダボールが紫色に輝いて見える。このことから、酸化膜が除去されていることを確認することもできる。なお、酸化還元が完了している場合には、次のSTEPに進む。酸化還元が完了していない場合には、プラズマを照射し続ける。そして、酸化還元が完了したか否かを再度確認する。なお、ここでは、電極パッドの酸化膜を除去し、その後、ハンダボールの酸化膜を除去する場合も含む。なお、観察カメラ206が設置されない場合には、酸化還元が完了する時間を予め設定し、その設定時間に基づいて、次のSTEPに進んでもよい。 Further, the GAP height is confirmed using the substrate height displacement meter 204, and if there is no problem, the plasma unit 220 irradiates the solder ball with plasma in spots (STEP 9). Then, whether or not the solder ball and/or the electrode pad has been oxidized and reduced (the oxide film formed on the surface of the solder ball is removed) is confirmed by, for example, the observation camera 206 (STEP 10). In this case, when the oxide film formed on the surface of the solder ball is removed, the solder ball appears to shine purple. From this, it can also be confirmed that the oxide film has been removed. Note that if the oxidation-reduction has been completed, proceed to the next STEP. If oxidation-reduction is not completed, plasma irradiation is continued. Then, it is confirmed again whether the oxidation-reduction has been completed. Note that this also includes the case where the oxide film of the electrode pad is removed and then the oxide film of the solder ball is removed. Note that if the observation camera 206 is not installed, the time for completion of oxidation-reduction may be set in advance, and the process may proceed to the next STEP based on the set time.

基板215の温度が設定される温度に到達していること、及び、ハンダボールが酸化還元されていることを確認した後、レーザーユニット205により、ハンダボールにレーザーを照射し、ハンダボールの温度を例えば250℃程度まで2秒程度で上昇させ、ハンダボールを溶融し、電極パッドに固着(はんだ付けや溶着)する(STEP11)。これにより、ハンダボール充填不良をなくすことができる。
この後、修復され、ハンダボール充填不良がなくなった基板215を搬出ステージから搬出する(STEP12)。
After confirming that the temperature of the substrate 215 has reached the set temperature and that the solder balls have been oxidized and reduced, the laser unit 205 irradiates the solder balls with a laser to reduce the temperature of the solder balls. For example, the temperature is raised to about 250° C. in about 2 seconds to melt the solder ball and fix it (soldering or welding) to the electrode pad (STEP 11). Thereby, solder ball filling defects can be eliminated.
Thereafter, the repaired board 215 with no solder ball filling defects is carried out from the carry-out stage (STEP 12).

このように、プラズマユニット220が、ハンダボールに対して、プラズマを照射するプラズマ照射タイミングは、レーザーユニット205がハンダボールに対して、レーザーを照射するレーザー照射タイミングよりも早く、プラズマは、レーザーが照射されている間は、照射し続けられていることが好ましい。つまり、プラズマとレーザーとは共に又は同時に照射されている時間帯があることが好ましい。また、スポットヒータ210が、ハンダボールに対して、予熱をかける予熱タイミングは、レーザーユニット205がハンダボールに対して、レーザーを照射するレーザー照射タイミングよりも早く、予熱は、レーザーが照射されている間は、かけ続けられていることが好ましい。 In this way, the plasma irradiation timing at which the plasma unit 220 irradiates the solder ball with plasma is earlier than the laser irradiation timing at which the laser unit 205 irradiates the solder ball with the laser, and the plasma irradiates the solder ball with the laser. It is preferable that the irradiation is continued during the irradiation. In other words, it is preferable that there is a time period in which the plasma and the laser are irradiated together or at the same time. Further, the preheating timing at which the spot heater 210 preheats the solder ball is earlier than the laser irradiation timing at which the laser unit 205 irradiates the solder ball with laser, and the preheating is performed while the laser is irradiated. It is preferable that the call continues.

つまり、共に又は同時に、ハンダボールにプラズマを照射し、ハンダボールにレーザーを照射し、ハンダボールの酸化膜を除去し、ハンダボールを溶融してハンダボールを電極パッドにハンダ付けする。なお、共に又は同時に、ハンダボールを予熱し、ハンダボールにプラズマを照射し、ハンダボールにレーザーを照射し、ハンダボールの酸化膜を除去し、ハンダボールを溶融してハンダボールを電極パッドにハンダ付けしてもよい。つまり、共に又は同時にとは、重なる時間帯を有することを意味する。 That is, at the same time or at the same time, the solder ball is irradiated with plasma, the solder ball is irradiated with a laser, the oxide film of the solder ball is removed, the solder ball is melted, and the solder ball is soldered to the electrode pad. In addition, at the same time or at the same time, the solder ball is preheated, the solder ball is irradiated with plasma, the solder ball is irradiated with a laser, the oxide film of the solder ball is removed, the solder ball is melted, and the solder ball is soldered to the electrode pad. You may attach it. In other words, together or at the same time means having overlapping time zones.

又はンダボールを設置する前に、電極パッドにプラズマを照射し、電極パッドの酸化膜を除去し、その後に、ハンダボールを設置し、ハンダボールにプラズマを照射し、ハンダボールの酸化膜を除去と、同時に、ハンダボールにレーザーを照射し、ハンダボールを溶融してハンダボールを電極パッドにハンダ付けしてもよい。 Alternatively, before installing the solder ball, irradiate the electrode pad with plasma to remove the oxide film on the electrode pad, then install the solder ball, irradiate the solder ball with plasma, and remove the oxide film on the solder ball. At the same time, the solder ball may be irradiated with a laser to melt the solder ball and solder the solder ball to the electrode pad.

このように、本実施例に記載するハンダボールリペア方法又はバンプ形成方法は、基板215の電極パッド上に形成されたハンダバンプの状態をハンダボール検査工程によって検査し、ハンダボール検査工程によって欠陥が検出された電極パッドに修復用ディスペンサによってハンダボールを供給する方法である。 As described above, in the solder ball repair method or bump forming method described in this embodiment, the state of the solder bumps formed on the electrode pads of the substrate 215 is inspected by the solder ball inspection process, and defects are detected by the solder ball inspection process. In this method, solder balls are supplied to the repaired electrode pads using a repair dispenser.

そして、ハンダボールリペア方法又はバンプ形成方法は、修復用ディスペンサによって欠陥が検出された電極パッドにハンダボールを供給後、ハンダボールにプラズマを照射すると共に、レーザーを照射し、ハンダボールの酸化膜を除去すると同時に、ハンダボールを溶融して、ハンダボールを電極パッドにハンダ付けする。又はンダボールリペア方法又はバンプ形成方法は、修復用ディスペンサによって欠陥が検出された電極パッドにプラズマを照射して電極パッドの酸化膜を除去し、その後、この電極パッドにハンダボールを供給し、ハンダボールにプラズマとレーザーとを照射して、ハンダボールの酸化膜を除去しつつ、ハンダボールを溶融し、ハンダボールを電極パッドに固着(はんだ付けや溶着)する。 In the solder ball repair method or bump forming method, after a repair dispenser supplies a solder ball to an electrode pad where a defect has been detected, the solder ball is irradiated with plasma and a laser to remove the oxide film of the solder ball. At the same time as it is removed, the solder ball is melted to solder the solder ball to the electrode pad. Alternatively, in the solder ball repair method or bump forming method, a repair dispenser irradiates plasma onto an electrode pad where a defect has been detected to remove the oxide film of the electrode pad, and then supplies a solder ball to the electrode pad to remove the solder. The ball is irradiated with plasma and laser to remove the oxide film on the solder ball, melt the solder ball, and fix the solder ball to the electrode pad (soldering or welding).

なお、バンプ形成装置又はバンプ形成方法は、基板21上に形成された電極パッド22上に、ハンダボール24を供給すると考えることもできる。 Note that the bump forming apparatus or the bump forming method can also be thought of as supplying the solder balls 24 onto the electrode pads 22 formed on the substrate 21.

これにより、基板の電極パッド上に発生したバンプ欠陥を検査して、欠陥電極部にハンダボールを再供給・リペアを行い、はんだ付けすることができる。また、極微細はんだバンプにおいて、リフロー後のバンプ電極の欠陥部位へのリペア・はんだ付けとして、信頼性の高いリペアはんだ付けを実施することができる。 Thereby, bump defects occurring on the electrode pads of the substrate can be inspected, solder balls can be resupplied and repaired to the defective electrode portions, and soldering can be performed. Furthermore, in the case of ultra-fine solder bumps, highly reliable repair soldering can be carried out as repair/soldering to defective parts of bump electrodes after reflow.

このように、本実施例に記載するハンダボールリペア装置又はバンプ形成装置は、基板215の電極パッド22上のハンダボールをターゲットとするものであり、基板215の電極パッド22上に形成されたハンダバンプの状態を検査して、欠陥が検出された電極パッドにハンダボールを供給する修復用ディスペンサを備える。 As described above, the solder ball repair device or bump forming device described in this embodiment targets the solder balls on the electrode pads 22 of the substrate 215, and the solder bumps formed on the electrode pads 22 of the substrate 215 The device is equipped with a repair dispenser that inspects the condition of the electrode pad and supplies solder balls to the electrode pad where a defect is detected.

そして、ハンダボールリペア装置又はバンプ形成装置は、修復用ディスペンサによって供給されたハンダボールにプラズマを照射し、ハンダボールの酸化膜を除去するプラズマユニット(プラズマ発生装置)220と、ハンダボールにレーザーを照射し、ハンダボールを溶融するレーザーユニット(レーザー発生装置)205と、を備え、ハンダボールの酸化膜を除去すると共に又は同時に、ハンダボールを溶融し、電極パッドにハンダバンプを形成する(ハンダボールを電極パッドにはんだ付けする)。 The solder ball repair device or the bump forming device includes a plasma unit (plasma generation device) 220 that irradiates plasma onto the solder balls supplied by the repair dispenser to remove the oxide film on the solder balls, and a plasma unit (plasma generator) 220 that irradiates the solder balls supplied by the repair dispenser with plasma to remove the oxide film on the solder balls. a laser unit (laser generator) 205 that irradiates the solder ball and melts the solder ball, and removes the oxide film of the solder ball or at the same time melts the solder ball and forms a solder bump on the electrode pad. solder to the electrode pad).

また、ハンダボールリペア装置又はバンプ形成装置は、欠陥が検出された電極パッドにプラズマを照射し、酸化膜を除去すると共に、修復用ディスペンサによって供給されたハンダボールにプラズマを照射し、ハンダボールの酸化膜を除去するプラズマユニット(プラズマ発生装置)220と、ハンダボールにレーザーを照射し、ハンダボールを溶融するレーザーユニット(レーザー発生装置)205と、を備え、欠陥が検出された電極パッドの酸化膜を除去し、ハンダボールの酸化膜を除去すると共に又は同時に、ハンダボールを溶融し、電極パッドにハンダボールをはんだ付けする(電極パッドにハンダバンプを形成する)。 In addition, the solder ball repair device or bump forming device irradiates plasma onto the electrode pad where a defect has been detected to remove the oxide film, and irradiates the solder ball supplied by a repair dispenser with plasma to remove the solder ball. Equipped with a plasma unit (plasma generator) 220 for removing an oxide film and a laser unit (laser generator) 205 for irradiating a laser beam onto a solder ball to melt the solder ball, oxidation of an electrode pad where a defect has been detected is provided. The film is removed and the oxide film on the solder ball is removed, or at the same time, the solder ball is melted and the solder ball is soldered to the electrode pad (a solder bump is formed on the electrode pad).

また、レーザーユニット205は、電極パッドに供給されたハンダボールの上部にレーザーを照射することが好ましい。また、レーザーユニット205は、電極パッドに供給されたハンダボールの表面に対して、略垂直にレーザーを照射することが好ましい。また、レーザーユニット205は、ハンダボール直径に適したスポット径でレーザーを照射することが好ましく、このスポット径は、ハンダボール直径と略同一又はハンダボール直径よりも小さいことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the laser unit 205 irradiates the upper part of the solder ball supplied to the electrode pad with a laser beam. Further, it is preferable that the laser unit 205 irradiates the laser substantially perpendicularly to the surface of the solder ball supplied to the electrode pad. Further, it is preferable that the laser unit 205 irradiates the laser with a spot diameter suitable for the solder ball diameter, and it is preferable that this spot diameter is approximately the same as the solder ball diameter or smaller than the solder ball diameter.

また、プラズマユニット220は、電極パッドに対してハンダボール直径又は電極パッド直径より広い範囲でプラズマを照射することが好ましい。これにより、効率よく酸化膜を除去することができる。 Further, it is preferable that the plasma unit 220 irradiates the electrode pad with plasma over a wider range than the diameter of the solder ball or the diameter of the electrode pad. Thereby, the oxide film can be removed efficiently.

以上の説明において、プラズマ照射によりハンダボールの酸化膜を除去すると共に又は同時に、レーザー照射によりハンダボールを溶融するとは、同期間、同時間帯にわたり、プラズマ照射とレーザー照射とを同時に行うことは勿論、少なくとも同時に照射する期間を有する、或は少なくとも同時に照射する時間帯を有することを意味する。したがって、プラズマ照射をレーザー照射に先立って行ってもよく、レーザー照射を行っている間にプラズマ照射を停止してもよく、またこの逆であってもよい。 In the above explanation, removing the oxide film of the solder ball by plasma irradiation or melting the solder ball by laser irradiation at the same time means performing plasma irradiation and laser irradiation simultaneously for the same period and time. , means having at least a period of simultaneous irradiation, or having at least a time period of simultaneous irradiation. Therefore, plasma irradiation may be performed prior to laser irradiation, plasma irradiation may be stopped while laser irradiation is being performed, or vice versa.

また、仮に、プラズマ照射とレーザー照射とを瞬時に、或は短時間に切り替えるにしても、プラズマ照射による酸化膜の除去が、レーザー照射による溶融に問題の無い程度である短時間の差であれば、少なくとも同時に照射する期間を有する、或は少なくとも同時に照射する時間帯を有することを意味する。 Furthermore, even if plasma irradiation and laser irradiation are switched instantaneously or in a short period of time, the difference in removal of the oxide film by plasma irradiation is such a short time that there is no problem with melting by laser irradiation. For example, it means having at least a period of simultaneous irradiation, or having at least a time period of simultaneous irradiation.

また、プラズマユニット220が、電極パッド又は/及びハンダボールに対して、プラズマを照射するプラズマ照射タイミングは、レーザーユニット205がハンダボールに対して、レーザーを照射するレーザー照射タイミングよりも早く、プラズマは、レーザーが照射されている間は、照射し続けられていることが好ましい。つまり、プラズマとレーザーとは同時に照射されている時間帯があることが好ましい。
特に、プラズマが照射されたハンダボールは、その表面が活性化されているため、酸化されやすく、プラズマの照射を停止するとすぐに酸化されてしまう。そこで、プラズマを照射しつつ、レーザーを照射することが重要である。
Further, the plasma irradiation timing at which the plasma unit 220 irradiates the electrode pad and/or the solder ball with plasma is earlier than the laser irradiation timing at which the laser unit 205 irradiates the solder ball with the laser, and the plasma , while the laser is being irradiated, it is preferable that the irradiation is continued. In other words, it is preferable that there is a time period in which plasma and laser are irradiated simultaneously.
In particular, solder balls that have been irradiated with plasma are easily oxidized because their surfaces are activated, and are oxidized as soon as the plasma irradiation is stopped. Therefore, it is important to irradiate the laser while irradiating the plasma.

このように、本実施例に記載するハンダボールリペア装置では、基板215の電極パッド上に供給されたハンダボール及び/又は電極パッドに対して、プラズマを照射しつつ、ハンダボールにレーザーを照射する。 In this way, in the solder ball repair apparatus described in this embodiment, the solder balls and/or electrode pads supplied onto the electrode pads of the substrate 215 are irradiated with plasma while the solder balls are irradiated with a laser. .

また、本実施例に記載するハンダボールリペア装置では、スポットヒータ210を備えた場合について説明したが、これは、製品の品種や材料などの状況によっては、必ずしも必要なものでは無く、省略してもよい場合があるが、このスポットヒータ210を備え、これを実施例のように制御すれば、レーザーの出力をより小さくできる。 Furthermore, although the solder ball repair apparatus described in this embodiment is equipped with the spot heater 210, this may not necessarily be necessary depending on the product type, material, etc., and may be omitted. However, if this spot heater 210 is provided and controlled as in the embodiment, the laser output can be made smaller.

本実施例によれば、ハンダボールを電極パッド上にはんだ付けダメージが少なく、効率よく確実にリペア、はんだ付けをすることができる。
また、本実施例によれば、欠陥の発生した部位のみに、レーザーを照射し、プラズマを照射するため、はんだ付けにかかる時間が短く、一括リフロー工程を用いることなく、シンプルなライン構成でリペアを完結できるため、装置の製造コストを低く抑えることが可能になる。
According to this embodiment, there is little damage caused by soldering the solder ball onto the electrode pad, and repair and soldering can be carried out efficiently and reliably.
In addition, according to this example, since the laser and plasma are irradiated only to the defective area, the time required for soldering is short, and repairs can be performed with a simple line configuration without using a batch reflow process. Since the process can be completed, it is possible to keep the manufacturing cost of the device low.

また、本実施例によれば、欠陥の発生した電極パッド部のみをレーザー&プラズマにてリペアし、はんだ付けが可能なため、再はんだ付けにかかるエネルギーが少なくて済み、大量の熱を発生させないため、省エネルギーかつ環境に良いシステム提供が可能となる。
また、本実施例によれば、欠陥の発生した部位のみをレーザー&プラズマにてリペアし、はんだ付けが可能なため、再はんだ付けの範囲が狭く、リフローはんだ付け済みの良品部位に熱履歴を加えないため、信頼性が高いリペアし、はんだ付けが可能になる。
In addition, according to this example, only the defective electrode pad part can be repaired and soldered using laser and plasma, so the energy required for re-soldering is small and a large amount of heat is not generated. Therefore, it is possible to provide an energy-saving and environmentally friendly system.
In addition, according to this example, only the defective part can be repaired and soldered using laser and plasma, so the range of re-soldering is narrow and the heat history is not lost on the good parts that have already been reflow soldered. Since no additives are added, reliable repair and soldering is possible.

次に、図16を使用し、実施例2のプラズマレーザーヘッド部300を説明する。なお、実施例2を説明するにあたり、実施例1との相違部分について説明する。 Next, the plasma laser head section 300 of Example 2 will be described using FIG. 16. In addition, in explaining the second embodiment, the differences from the first embodiment will be explained.

プラズマレーザーリペアヘッド部300は、ハンダボール位置に移動し、このハンダボール24に対してピンポイントでスポット的に予熱をかけ、このハンダボール24に対してプラズマを照射してハンダボール24の酸化膜を除去し、酸化膜を除去した後、レーザーを照射して、局所的にリフロー又はバンプ形成する。 The plasma laser repair head section 300 moves to the solder ball position, preheats the solder ball 24 in a pinpoint spot, and irradiates the solder ball 24 with plasma to remove the oxide film of the solder ball 24. After removing the oxide film, laser is irradiated to locally reflow or form bumps.

プラズマレーザーリペアヘッド部300は、ハンダボール24に対してスポット的にレーザーを照射し、ハンダボールを加熱、溶融するレーザーユニット(レーザー発生装置(レーザー照射手段の意味))305と、ハンダボール24に対してスポット的にプラズマを照射するプラズマユニット(プラズマ発生装置(プラズマ照射手段の意味))306と、ハンダボール34に対してスポット的に予熱をかけるスポットヒータ210と、を有する。そして、少なくともレーザーユニット305とプラズマユニット306とを固定するユニット固定板219を有し、このレーザーユニット305とプラズマユニット306とユニット固定部材219はプラズマレーザーユニット301を構成する。 The plasma laser repair head section 300 includes a laser unit (laser generator (laser irradiation means)) 305 that irradiates the solder ball 24 with a laser spot to heat and melt the solder ball, and It has a plasma unit (plasma generator (meaning plasma irradiation means)) 306 that irradiates plasma spot-wise to the solder ball 34, and a spot heater 210 that pre-heats the solder ball 34 spot-wise. Further, it has a unit fixing plate 219 that fixes at least the laser unit 305 and the plasma unit 306, and the laser unit 305, the plasma unit 306, and the unit fixing member 219 constitute the plasma laser unit 301.

実施例2では、レーザーユニット305のレーザー照射軸とプラズマユニット306のプラズマ照射軸とは、ハンダボール24の近傍で同軸であり、プラズマやレーザーを、ハンダボール24に対して、上方(真上)から照射する。なお、スポットヒータ210の軸は、プラズマやレーザーが照射される1つのハンダボール24に向かうように、設定される。これにより、レーザーユニット305のレーザー照射軸、プラズマユニット306のプラズマ照射軸、スポットヒータ210の軸は、1つのハンダボール24に集中する。 In the second embodiment, the laser irradiation axis of the laser unit 305 and the plasma irradiation axis of the plasma unit 306 are coaxial near the solder ball 24, and the plasma and laser are directed above (directly above) the solder ball 24. Irradiate from Note that the axis of the spot heater 210 is set so as to face one solder ball 24 that is irradiated with plasma or laser. As a result, the laser irradiation axis of the laser unit 305, the plasma irradiation axis of the plasma unit 306, and the axis of the spot heater 210 are concentrated on one solder ball 24.

次に、図17を使用し、実施例2のプラズマレーザーヘッド部300の原理を説明する。
実施例2では、レーザーユニット305から照射されるレーザーは、水平方向に導入され、ハーフミラー309により、鉛直方向に反射し、ハンダボール24の上方から、ハンダボール24に照射される。
Next, the principle of the plasma laser head section 300 of Example 2 will be explained using FIG. 17.
In the second embodiment, the laser irradiated from the laser unit 305 is introduced in the horizontal direction, is reflected in the vertical direction by the half mirror 309, and is irradiated onto the solder ball 24 from above the solder ball 24.

また、実施例2では、プラズマユニット306から照射されるプラズマも、ハンダボール24の上方から、ハンダボール24に照射される。 Further, in the second embodiment, the plasma irradiated from the plasma unit 306 is also irradiated onto the solder ball 24 from above the solder ball 24 .

プラズマユニット306は、ホローカソード放電を使用し、高密度のプラズマを発生させるものであり、プラズマを発生させる高周波電圧を印加するプラズマ電極313を有する。なお、プラズマを発生させる高周波電圧は、プラズマ電極313に高周波電圧を供給する電極電源314から供給され、プラズマとなるガスは、ガス供給部315から供給され、プラズマ発生領域でプラズマが発生する。特に、実施例2では、ガスは、レーザーの導入方向と同一となるように、水平方向から供給される。つまり、レーザーの導入方向とガスの供給方向とが同一となる。これにより、プラズマレーザーヘッド部300をコンパクト化することができる。 The plasma unit 306 uses hollow cathode discharge to generate high-density plasma, and has a plasma electrode 313 to which a high frequency voltage for generating plasma is applied. Note that the high-frequency voltage for generating plasma is supplied from an electrode power source 314 that supplies high-frequency voltage to the plasma electrode 313, and the gas that becomes plasma is supplied from the gas supply section 315, and plasma is generated in the plasma generation region. In particular, in Example 2, the gas is supplied horizontally, in the same direction as the laser introduction direction. In other words, the laser introduction direction and the gas supply direction are the same. Thereby, the plasma laser head section 300 can be made compact.

そして、このように、実施例2では、レーザーがプラズマ発生領域を貫通し、プラズマとレーザーとが、同時にハンダボール24に照射される。これにより、効率的に、同時に、プラズマとレーザーとをハンダボール24に照射することができる。 As described above, in the second embodiment, the laser penetrates the plasma generation region, and the solder ball 24 is irradiated with the plasma and the laser at the same time. Thereby, the solder ball 24 can be efficiently irradiated with the plasma and the laser at the same time.

また、レーザーユニット305のレーザー照射軸とプラズマユニット306のプラズマ照射軸とを同軸にすることにより、レーザーユニット305のレーザー照射軸とプラズマユニット306のプラズマ照射軸との軸合わせをする必要がなく、効率的に、プラズマとレーザーとをハンダボール24に照射することができる。 Furthermore, by making the laser irradiation axis of the laser unit 305 and the plasma irradiation axis of the plasma unit 306 coaxial, there is no need to align the laser irradiation axis of the laser unit 305 and the plasma irradiation axis of the plasma unit 306. The solder ball 24 can be efficiently irradiated with plasma and laser.

また、実施例2でも、例えば、マイクロスコープなどの観察カメラ206が設置される。観察カメラ206は、ハーフミラー309を透して、上方(真上)から、ハンダボール24の状態を観察する。ただし、装置構成として、観察カメラ206は、必ずしも必須ではない。
なお、観察カメラ206が設置されない場合には、ハーフミラー309を設置せず、レーザーユニット305をハンダボール24の上方(真上)に設置し、レーザーを、直接、ハンダボール24に照射することができる。
Also in the second embodiment, an observation camera 206 such as a microscope is installed. The observation camera 206 observes the state of the solder ball 24 from above (directly above) through the half mirror 309. However, as a device configuration, the observation camera 206 is not necessarily essential.
Note that when the observation camera 206 is not installed, the half mirror 309 is not installed, the laser unit 305 is installed above (directly above) the solder ball 24, and the laser is irradiated directly onto the solder ball 24. can.

また、実施例2でも、ハンダボール34に対してスポット的に予熱をかけるスポットヒータ210を使用するが、スポットヒータ210の代わりに、デフォーカスレーザーを使用し、ハンダボールの周辺に対して予熱をかけてもよい。 Further, in the second embodiment, a spot heater 210 that preheats the solder ball 34 in spots is used, but a defocused laser is used instead of the spot heater 210 to preheat the periphery of the solder ball. You can put it on.

特に、観察カメラ206が設置されない場合には、デフォーカスレーザーを、ハーフミラー309を透して、ハンダボール24の上方(真上)から、ハンダボール24に照射することもできる。つまり、デフォーカスレーザーの照射軸を、レーザーユニット305のレーザー照射軸とプラズマユニット306のプラズマ照射軸と、ハンダボール24の近傍で同軸とする。これにより、効率的にハンダボール24の周辺を予熱することができる。 In particular, when the observation camera 206 is not installed, the defocused laser can be irradiated onto the solder ball 24 from above (directly above) the solder ball 24 through the half mirror 309. That is, the irradiation axis of the defocused laser is made coaxial with the laser irradiation axis of the laser unit 305 and the plasma irradiation axis of the plasma unit 306 in the vicinity of the solder ball 24 . Thereby, the area around the solder ball 24 can be efficiently preheated.

次に、図18を使用し、実施例2のプラズマレーザーヘッド部300の構成、特に、プラズマユニット306の構成を説明する。
ハンダボール24に対してスポット的にプラズマを照射するプラズマユニット306は、ホローカソード放電を使用し、高密度のプラズマを発生させるものである。
Next, the configuration of the plasma laser head section 300 of Example 2, particularly the configuration of the plasma unit 306, will be described using FIG. 18.
The plasma unit 306 that irradiates the solder ball 24 with plasma in a spot manner uses hollow cathode discharge to generate high-density plasma.

図18において、部材330は、ガス案内路を構成する案内路構成部材であり、略円筒形に形成される。この部材330には、軸方向にガス案内路331が適宜ドリル加工などにより直線状に穿設されている。 In FIG. 18, a member 330 is a guide path forming member that forms a gas guide path, and is formed into a substantially cylindrical shape. In this member 330, a gas guide path 331 is formed in a straight line in the axial direction by appropriate drilling or the like.

このガス案内路331は、上端が広く開口し、下端は狭まってノズル形状となって開放している。ガス案内路331の側方には、ガス供給口332が穿設され、ガス供給部315からガス案内路331にプラズマとなるガスが供給される。
ガス案内路331の開口した一端には、この開口部を塞ぐよう部材320を設置する。部材320は、ガス案内路331の一端を封緘し、後記するレーザー光を透過する部材であれば特に限定はないが、一般的には石英ガラスが使用される(以下、部材320は石英ガラス板と称する。)。
The gas guide path 331 is wide open at the upper end and narrowed at the lower end to form a nozzle shape. A gas supply port 332 is provided on the side of the gas guide path 331, and gas to become plasma is supplied from the gas supply section 315 to the gas guide path 331.
A member 320 is installed at one open end of the gas guide path 331 so as to close this opening. The member 320 is not particularly limited as long as it is a member that seals one end of the gas guide path 331 and transmits laser light, which will be described later, but quartz glass is generally used (hereinafter, the member 320 is a quartz glass plate). ).

この石英ガラス板320は、部材330との間にOリング321を挟み、その上方には中央部を開口した蓋体316を、部材330に螺合する。これにより、石英ガラス板320は、Oリング321側に押し付けられ、ガス案内路331の一端は密閉されることになる。(なお、石英ガラス板320が密閉される方法であれば、特に螺合方式に限定するものではない。)
この構成により、ガス供給部315からガス導入部317及びガス供給口332を通して案内されたガスは、ガス案内路331によって案内され、ガス案内路331の下端に形成したノズルから下方に照射される。
An O-ring 321 is sandwiched between the quartz glass plate 320 and a member 330, and a lid body 316 with an open center portion is screwed onto the member 330 above the O-ring 321. As a result, the quartz glass plate 320 is pressed against the O-ring 321 side, and one end of the gas guide path 331 is sealed. (Note that the method is not particularly limited to the screwing method as long as the quartz glass plate 320 is sealed.)
With this configuration, the gas guided from the gas supply section 315 through the gas introduction section 317 and the gas supply port 332 is guided by the gas guide path 331 and is irradiated downward from the nozzle formed at the lower end of the gas guide path 331.

ガス案内路331のノズル形状となって開放している下端にも石英ガラス板322を設置する。上記と同様な構成により、この下端に配置した石英ガラス板322は、Oリング323、蓋体324により、石英ガラス板322がOリング323側に押し付けられ、ガス案内路331の一端は(以下に説明する第1孔部を除き)密閉されることになる。 A quartz glass plate 322 is also installed at the open lower end of the gas guide path 331 in the shape of a nozzle. With the same configuration as above, the quartz glass plate 322 placed at the lower end is pressed against the O-ring 323 by the O-ring 323 and the lid 324, and one end of the gas guide path 331 is (except for the first hole to be described).

下部に設置した石英ガラス板322の上部面及び下部面には、ガスを励起してプラズマを生成する高周波電圧を印加するタングステンからなるプラズマ電極313を設置する。そして、プラズマ電極313には、電極電源314から高圧、高周波電圧を供給するための電極電源線を接続する。 Plasma electrodes 313 made of tungsten are installed on the upper and lower surfaces of the quartz glass plate 322 installed at the bottom to apply a high frequency voltage that excites gas and generates plasma. An electrode power line for supplying high voltage and high frequency voltage from an electrode power source 314 is connected to the plasma electrode 313.

下部の石英ガラス板322には、ガス案内路331の下端に構成したノズル形状となって開放しているノズル先端と同様の直径0.5~0.8mm程度の第1孔部を形成する。更に、下部の石英ガラス板322の上部面及び下部面に設置したプラズマ電極313にも第2孔部が形成される。第2孔部の直径は、第1孔部の直径よりも大きいか、又は、第1孔部の直径とほぼ同等である。 In the lower quartz glass plate 322, a first hole having a diameter of approximately 0.5 to 0.8 mm is formed, similar to the open tip of the nozzle shaped at the lower end of the gas guide path 331. Further, second holes are also formed in the plasma electrodes 313 installed on the upper and lower surfaces of the lower quartz glass plate 322. The diameter of the second hole is greater than or approximately equal to the diameter of the first hole.

プラズマは、電極電源314から高圧、高周波電圧をプラズマ電極313に供給することにより、プラズマ電極313の周辺(第2孔部の近傍)で生成され、ここがプラズマ発生領域318となる。そして、この生成されたプラズマは蓋体324に形成される下部の開口部から、下方に位置するハンダボール24に向けて照射される。
この照射は、ガス供給部315からのガスの供給圧力によって調整することができる。ガス供給部315からのガスの供給圧力は、ガス圧により基板に搭載したハンダボール24が飛び散らない、或は所定の電極上から移動(位置ズレ)しない適正な圧力とする。
なお、蓋体324の下部の開口部の直径は、第1孔部の直径とほぼ同等であるか、又は、第1孔部の直径よりも大きくすることが望ましい。
Plasma is generated around the plasma electrode 313 (near the second hole) by supplying a high voltage and high frequency voltage to the plasma electrode 313 from the electrode power supply 314, and this becomes a plasma generation region 318. The generated plasma is then irradiated from the lower opening formed in the lid 324 toward the solder ball 24 located below.
This irradiation can be adjusted by the gas supply pressure from the gas supply section 315. The supply pressure of the gas from the gas supply unit 315 is set to an appropriate pressure so that the solder balls 24 mounted on the substrate do not fly away or move (displace) from the predetermined electrodes due to the gas pressure.
Note that it is desirable that the diameter of the opening at the bottom of the lid 324 be approximately equal to or larger than the diameter of the first hole.

レーザーユニット305から照射されるレーザーは、水平方向に導入され、ハーフミラー309により、鉛直方向に反射し、蓋体316の上部の開口部を通過し、部材330に設置される上部の石英ガラス板320を透過し、ガス案内路331を通って、第1孔部、第2孔部、蓋体324の下部の開口部を通過し、ハンダボール24の上方から、ハンダボール24に照射される。 The laser irradiated from the laser unit 305 is introduced in the horizontal direction, reflected in the vertical direction by the half mirror 309, passes through the opening at the top of the lid body 316, and passes through the upper quartz glass plate installed in the member 330. 320 , passes through the gas guide path 331 , the first hole, the second hole, and the opening at the bottom of the lid 324 , and is irradiated onto the solder ball 24 from above the solder ball 24 .

また、実施例1と同様に、ガス(媒体ガス)は、重量%にて、1~4%の水素成分を含むアルゴンガスであることが好ましい。この場合も、高周波電源(例えば、5kV、50Hz)であるプラズマ電極313により、ガスが励起され、ガスがラジカル化し、ガスがプラズマ化する。 Further, as in Example 1, the gas (medium gas) is preferably argon gas containing 1 to 4% hydrogen component by weight. In this case as well, the gas is excited by the plasma electrode 313, which is a high frequency power source (for example, 5 kV, 50 Hz), and the gas is converted into radicals and turned into plasma.

これにより、レーザーユニット305のレーザー照射軸とプラズマユニット306のプラズマ照射軸とは、ハンダボール24の近傍で同軸となると共に、レーザーがプラズマ発生領域318を貫通し、プラズマとレーザーとが、同時にハンダボール24に照射される。これにより、効率的に、同時に、プラズマとレーザーとをハンダボール24に照射することができる。 As a result, the laser irradiation axis of the laser unit 305 and the plasma irradiation axis of the plasma unit 306 become coaxial in the vicinity of the solder ball 24, and the laser penetrates the plasma generation region 318, so that the plasma and the laser simultaneously act on the solder. The ball 24 is irradiated. Thereby, the solder ball 24 can be efficiently irradiated with the plasma and the laser at the same time.

なお、実施例2では、ホローカソード放電を使用し、高密度のプラズマを発生させるプラズマの発生方式を使用したが、プラズマの発生方式はこれに限定されるものではなく、例えば、ガスを高周波コイルによって励起する構成のものであってもよい。
また、実施例2では、ホローカソード放電を使用し、ガス案内路331のガス出口側にプラズマ電極を設け、プラズマを生成するようしたが、プラズマ電極の位置は、実施例のガス出口側に限らず、ガス流通経路の任意の一部に設けるようにしてもよい。
In addition, in Example 2, a plasma generation method that uses hollow cathode discharge to generate high-density plasma was used, but the plasma generation method is not limited to this. For example, the plasma generation method is not limited to this. It may also be configured to be excited by
In addition, in Example 2, a hollow cathode discharge was used and a plasma electrode was provided on the gas outlet side of the gas guide path 331 to generate plasma, but the position of the plasma electrode was limited to the gas outlet side in the example. First, it may be provided in any part of the gas flow path.

以上、実施例2のようにすれば、一端がレーザー光を透過する光透過部材(例えば、石英ガラス板320)で封緘された側方にプラズマを生成するガスを供給するガス供給口332を有し、このガス供給口332から供給されたガスを基板に搭載されたハンダボールに照射するよう導く直線状に形成したガス案内路331と、このガス案内路331からハンダボールに至る流通経路の一部を包囲し、ガスに高圧・高周波電源を印加してガスをプラズマ化するプラズマ生成手段(例えば、プラズマ電極313)と、生成したレーザー光を、光透過部材を透過し、ガスの流通経路及びプラズマ生成領域の中央部を通してハンダボールに照射するレーザー発生手段(例えば、レーザーユニット305)と、を備え、プラズマでハンダボールの酸化膜を除去すると共に、レーザー光でハンダボールを溶融してバンプを形成するバンプ形成装置を得ることができる。 As described above, according to the second embodiment, a gas supply port 332 for supplying plasma-generating gas is provided on the side of which one end is sealed with a light-transmitting member (for example, quartz glass plate 320) that transmits laser light. A gas guide path 331 formed in a straight line that guides the gas supplied from the gas supply port 332 to irradiate the solder balls mounted on the substrate, and a distribution path from the gas guide path 331 to the solder balls. A plasma generating means (e.g., plasma electrode 313) surrounds the gas and applies a high-pressure, high-frequency power source to the gas to turn the gas into plasma, and the generated laser light is transmitted through a light-transmitting member to form a gas distribution path and A laser generating means (for example, a laser unit 305) that irradiates the solder ball through the center of the plasma generation area is provided, and the plasma removes the oxide film of the solder ball and the laser beam melts the solder ball to form a bump. An apparatus for forming bumps can be obtained.

次に、図19を使用し、実施例2を応用したレーザーのパルス照射について説明する。
レーザーユニット305から照射されるレーザーは、パルス的(15~25kHz)に照射されることが好ましい。ハンダボール24にレーザーをパルス的に照射することにより、ハンダボールの酸化膜を効率的に除去することができる。これは、レーザーをパルス的に照射し、熱音響効果を使用し、その衝撃により、ハンダボールの表面に形成される酸化膜に効率的にひびを入れることができるためである。
Next, laser pulse irradiation to which Example 2 is applied will be described using FIG. 19.
The laser irradiated from the laser unit 305 is preferably irradiated in a pulsed manner (15 to 25 kHz). By irradiating the solder ball 24 with laser in a pulsed manner, the oxide film on the solder ball can be efficiently removed. This is because the oxide film formed on the surface of the solder ball can be effectively cracked by the impact of pulsed laser irradiation and thermoacoustic effect.

このように、実施例2によれば、レーザー&プラズマにてはんだ付けが可能なため、はんだ付けの範囲が狭く、極微細はんだバンプ形成において、信頼性が高いはんだ付けが可能になる。 As described above, according to the second embodiment, since soldering can be performed using laser and plasma, the soldering range is narrow and highly reliable soldering is possible in forming extremely fine solder bumps.

図20は、より確実に基板215上の欠陥箇所の電極パッド120にハンダボール24を載置し、これを溶融してバンプを形成することができる他の実施例の動作工程を示すフローチャートであり、図12における検査リペアユニットIRと、レーザーリペアユニットLRの一連の動作工程を示すフローチャートである。 FIG. 20 is a flowchart showing the operation steps of another embodiment that can more reliably place the solder ball 24 on the defective electrode pad 120 on the substrate 215 and melt it to form a bump. , is a flowchart showing a series of operation steps of the inspection repair unit IR and the laser repair unit LR in FIG. 12.

本実施例の特徴とするところは、特に、STEP9、STEP12、STEP13、STEP14、STEP16にある。すなわち、STEP9で電極パッド120にプラズマを照射して、この電極パッド120の酸化膜を除去する。STEP12で電極パッド120にフラックスを転写して塗布し、STEP13でハンダボール24の下部にフラックス23をディップする。(図8)STEP14で電極パッド120にハンダボール24を搭載する。続いて、STEP16で電極パッド120に搭載したハンダボール24に、その上方から、先のSTEP12で電極パッド120に転写して塗布したフラックスよりも粘度の低いフラックスを転写して塗布する。その後、このハンダボールを溶融して電極パッド120上にバンプを形成する。 This embodiment is particularly characterized by STEP9, STEP12, STEP13, STEP14, and STEP16. That is, in STEP 9, the electrode pad 120 is irradiated with plasma to remove the oxide film on the electrode pad 120. In STEP 12, flux is transferred and applied to the electrode pad 120, and in STEP 13, flux 23 is dipped under the solder ball 24. (FIG. 8) Solder balls 24 are mounted on electrode pads 120 in STEP14. Next, in STEP 16, a flux having a lower viscosity than the flux transferred and applied to the electrode pad 120 in STEP 12 is transferred and applied from above onto the solder ball 24 mounted on the electrode pad 120 in STEP 16. Thereafter, the solder ball is melted to form a bump on the electrode pad 120.

以後、STEP12で電極パッド120に転写して塗布したフラックスを第1のフラックス23aと称し、STEP16で電極パッド120に搭載したハンダボール24に、その上方から、先のSTEP10で電極パッド120に転写して塗布した第1のフラックスよりも粘度の低いフラックスを第2のフラックス23bと称する。 Hereinafter, the flux transferred and applied to the electrode pad 120 in STEP 12 will be referred to as the first flux 23a, and will be transferred from above to the solder ball 24 mounted on the electrode pad 120 in STEP 16, and onto the electrode pad 120 in the previous STEP 10. The flux applied with a lower viscosity than the first flux is referred to as a second flux 23b.

本実施例の場合、高粘度のフラックス、すなわち第1のフラックス23aの粘度は概ね100~300cps、望ましくは200cpsとし、低い粘度のフラックス、すなわち第2のフラックス23bの粘度は概ね20~60cps、望ましくは30cpsとしている。ハンダボール24の下部にディップする際のフラックス23の粘度は、概ね100~200cps、望ましくは150cpsとしている。 In the case of this embodiment, the viscosity of the high-viscosity flux, that is, the first flux 23a, is approximately 100 to 300 cps, preferably 200 cps, and the viscosity of the low-viscosity flux, that is, the second flux 23b, is approximately 20 to 60 cps, preferably. is set at 30 cps. The viscosity of the flux 23 when dipped into the lower part of the solder ball 24 is approximately 100 to 200 cps, preferably 150 cps.

図20の動作工程を説明するにあたり、これを実現する検査・リペアユニットIRとレーザーリペアユニットLRの概略構成について説明する。図21は検査・リペアユニットIRとレーザーリペアユニットLRを1つの独立した装置として上から見た平面図であり、検査・リペアユニットIRとして概略は図9と同様で、図9と同一符号は同一部分を示す。すなわち、図9と同様、搬入コンベア81から検査対象の基板215が搬入されると、検査部コンベア82上に受け渡され、矢印J方向に搬送される。検査部コンベア82の上部には門型フレーム80が設けてある。門型フレーム80の搬入コンベア81側には、基板搬送方向(矢印J方向)に対して直角方向にラインセンサ79が配置してある。このラインセンサ79によって、基板215上の電極パッド120に印刷したハンダボール24の状態を検出する。 In explaining the operation process of FIG. 20, the schematic configurations of the inspection/repair unit IR and laser repair unit LR that realize this will be explained. FIG. 21 is a top plan view of the inspection/repair unit IR and the laser repair unit LR as one independent device, and the inspection/repair unit IR is roughly the same as FIG. Show parts. That is, as in FIG. 9, when the substrate 215 to be inspected is carried in from the carry-in conveyor 81, it is transferred onto the inspection section conveyor 82 and conveyed in the direction of arrow J. A gate-shaped frame 80 is provided above the inspection section conveyor 82. A line sensor 79 is arranged on the carry-in conveyor 81 side of the gate-shaped frame 80 in a direction perpendicular to the substrate conveyance direction (arrow J direction). This line sensor 79 detects the state of the solder ball 24 printed on the electrode pad 120 on the substrate 215.

なお、ここでは、ハンダボールの状態検出器としてラインセンサ79を設けた構成にしたが、撮像用カメラを設けて、門型フレーム80の長手方向に移動し、ハンダボールの状態を撮像して欠陥を検出する構成としてもよい。 Note that here, although the line sensor 79 is provided as a solder ball state detector, an imaging camera is provided and moves in the longitudinal direction of the gate-shaped frame 80 to image the state of the solder balls and detect defects. It may be configured to detect.

門型フレーム80には、正常なハンダボールを収納したハンダボール収納部84を設けてある。そして、門型フレーム80には新たにフラックス供給部85として、粘度の高い第1のフラックス23aを供給する第1のフラックス供給部85aと、この第1のフラックスよりも粘度の低い第2のフラックス23bを供給する第2のフラックス供給部85bを設ける。更には、不良ハンダボールを廃棄する廃棄ボックス83が設けてある。門型フレーム80には、不良ハンダボールを吸引除去するための除去用ディスペンサである真空吸着ノズル86と、基板上の欠陥を補修するための修復用ディスペンサ87とが、リニアモータにより水平方向(矢印K方向)に移動可能に設けてある。 The gate-shaped frame 80 is provided with a solder ball storage section 84 that stores normal solder balls. The gate-shaped frame 80 has a new flux supply section 85, a first flux supply section 85a that supplies a first flux 23a with a high viscosity, and a second flux supply section 85a that supplies a second flux with a lower viscosity than this first flux. A second flux supply section 85b that supplies flux 23b is provided. Furthermore, a disposal box 83 is provided for discarding defective solder balls. A vacuum suction nozzle 86, which is a removal dispenser for suctioning and removing defective solder balls, and a repair dispenser 87, for repairing defects on the board, are mounted on the gate-shaped frame 80 in a horizontal direction (arrow) by a linear motor. K direction).

更に、図21においては、門型フレーム80に、新たに、欠陥箇所の電極パッド120に第1のフラックス供給部85aに収容した第1のフラックス23aを転写して塗布する第1のフラックス塗布手段としての第1のフラックス転写ピンユニット401と、この電極パッド120に搭載したハンダボール24の上方から第2のフラックス供給部85bに収容した第2のフラックス23bを転写して塗布する第2のフラックス塗布手段としての第2のフラックスピン転写ユニット402とを設ける。第1のフラックス転写ピンユニット401と第2のフラックス転写ピンユニット402も、リニアモータにより水平方向(矢印K方向)に移動可能に設けてある。 Furthermore, in FIG. 21, the first flux application means newly transfers and applies the first flux 23a stored in the first flux supply section 85a to the electrode pad 120 at the defective location on the portal frame 80. A second flux is applied by transferring the second flux 23b stored in the second flux supply section 85b from above the solder ball 24 mounted on the electrode pad 120. A second flux pin transfer unit 402 is provided as a coating means. The first flux transfer pin unit 401 and the second flux transfer pin unit 402 are also provided movably in the horizontal direction (in the direction of arrow K) by a linear motor.

ここで、ハンダボール収納部84、第1のフラックス供給部85a、第2のフラックス供給部85bは、対応する修復用ディスペンサ87、第1のフラックス転写ピンユニット401、第2のフラックスピン転写ユニット402の下方側、すなわち基板215側に位置し、通常時は矢印(L方向)で示すように門型フレーム80側に後退し、必要な場合には前進し、修復用ディスペンサ87、第1のフラックス転写ピンユニット401、第2のフラックスピン転写ユニット402とハンダボール、フラックスの受け渡しを可能とした構成となっている。 Here, the solder ball storage section 84, the first flux supply section 85a, and the second flux supply section 85b are connected to the corresponding repair dispenser 87, first flux transfer pin unit 401, and second flux pin transfer unit 402. The repair dispenser 87, the first flux The configuration is such that solder balls and flux can be transferred to and from the transfer pin unit 401 and the second flux pin transfer unit 402.

検査部コンベア82は、矢印J方向およびその逆方向に往復動できるように構成されており、基板215の欠陥位置に応じて、修復用ディスペンサ87や真空吸着ノズル86の位置に欠陥位置を合わせることができるように構成してある。更に、第1のフラックスピン転写ユニット401、第1のフラックスピン転写ユニット402についても、基板215の欠陥位置に応じて、フラックスを転写して塗布する位置に欠陥位置を合わせることができるように構成してある。 The inspection section conveyor 82 is configured to be able to reciprocate in the direction of arrow J and the opposite direction, and can align the defect position with the repair dispenser 87 or the vacuum suction nozzle 86 depending on the defect position of the board 215. It is configured so that it can be done. Furthermore, the first flux pin transfer unit 401 and the first flux pin transfer unit 402 are also configured so that the defect position can be aligned with the position where flux is transferred and applied, depending on the defect position of the substrate 215. It has been done.

図22は第1のフラックスピン転写ユニット401の構成を示す側面図であり、図22(a)、図22(b)、図22(c)、図22(d)は電極パッド120への第1のフラックスピン転写ユニット401によるフラックスの転写、塗布動作を説明するための側面図である。 FIG. 22 is a side view showing the configuration of the first flux pin transfer unit 401, and FIGS. 22(a), 22(b), 22(c), and 22(d) are FIG. 3 is a side view for explaining flux transfer and application operations by the flux pin transfer unit 401 of FIG.

図22に示すように、第1のフラックスピン転写ユニット401には、フラックスをその先端に付着させて保持し、電極パッド120に転写して塗布するフラックスピン411を備えている。フラックスピン411は先端部412から上方に向かってテーパー状に形成されている。すなわち、フラックスピン411は先端部412から基端部413に向かって幅が拡大していく形状になっている。なお、フラックスピン411の形状は、テーパー状に形成されていなくても、例えば円筒状でストレートな形状でも良く、効率よくフラックスが転写できる形状であればよい。 As shown in FIG. 22, the first flux pin transfer unit 401 includes a flux pin 411 that attaches and holds flux to its tip and transfers and applies flux to the electrode pad 120. The flux pin 411 is tapered upward from a tip 412. That is, the flux pin 411 has a shape in which the width increases from the tip end 412 toward the base end 413. Note that the shape of the flux pin 411 does not have to be tapered, but may be, for example, cylindrical and straight, as long as it can transfer flux efficiently.

フラックスピン411はピン支持枠414にボルト等により固定されている。ピン支持枠414は駆動部415に連結されている。そのため、フラックスピン411は駆動部415と共に上下方向に自在に移動できるよう構成される。そして、駆動部415は門型フレーム80に対して上下動自在に連結されている。 The flux pin 411 is fixed to a pin support frame 414 with bolts or the like. The pin support frame 414 is connected to a drive section 415. Therefore, the flux pin 411 is configured to be able to freely move in the vertical direction together with the drive section 415. The drive unit 415 is connected to the portal frame 80 so as to be vertically movable.

次に、上記のように構成された第1のフラックスピン転写ユニット401による電極パッド120への第1のフラックスの転写、塗布動作を説明する。まず、第1のフラックスピン転写ユニット401を門型フレーム80に沿って移動駆動し、フラックスピン411を第1のフラックス供給部85aの上方位置まで搬送する。そして、フラックスピン411を駆動部415により下降させ、フラックスピン411の先端部412を、第1のフラックス供給部85aに収容した第1のフラックス23aに浸漬し(図22(a))、フラックスピン411を上昇して先端部412に第1のフラックス23aを付着する(図22(b))。ここで、フラックス23aを付着するボリュームについては、上下方向に自在に移動可能な駆動部415にて所定のフラックスピン浸漬高さに制御され適切な量を付着することができる。 Next, the operation of transferring and applying the first flux to the electrode pad 120 by the first flux pin transfer unit 401 configured as described above will be described. First, the first flux pin transfer unit 401 is driven to move along the portal frame 80, and the flux pin 411 is conveyed to a position above the first flux supply section 85a. Then, the flux pin 411 is lowered by the drive unit 415, and the tip end 412 of the flux pin 411 is immersed in the first flux 23a stored in the first flux supply unit 85a (FIG. 22(a)). 411 and attaches the first flux 23a to the tip 412 (FIG. 22(b)). Here, the volume to which the flux 23a is deposited is controlled to a predetermined flux pin immersion height by a vertically movable drive unit 415, so that an appropriate amount can be deposited.

次に、付着したフラックス23aを欠陥箇所の電極パッド120上に搬送し(図22(c))、フラックスピン411を駆動部415により下降させて、図22(d)に示すように、電極パッド120内に第1のフラックス23aを転写して塗布する。その後、第1のフラックスピン転写ユニット401は上昇し、初期の位置に戻る。 Next, the adhered flux 23a is transferred onto the electrode pad 120 at the defective location (FIG. 22(c)), and the flux pin 411 is lowered by the drive unit 415 to move the electrode pad 120 as shown in FIG. 22(d). The first flux 23a is transferred and applied inside the flux 120. Thereafter, the first flux spin transfer unit 401 rises and returns to its initial position.

図23は基板215の電極パッド120に第1のフラックス23aを塗布する状態を拡大して示した拡大図であり、図23(a)は第1のフラックス23aを電極パッド120に塗布する寸前の状態を示し、図23(b)は第1のフラックス23aを電極パッド120に塗布している状態を示す。 FIG. 23 is an enlarged view showing the state in which the first flux 23a is applied to the electrode pad 120 of the substrate 215, and FIG. 23(a) shows the state just before applying the first flux 23a to the electrode pad 120. FIG. 23(b) shows a state in which the first flux 23a is applied to the electrode pad 120.

続いて、図8に示すように、修復用ディスペンサ87により、第1のフラックス23aを転写して塗布した電極パッド120の上方に、フラックス23をディップしたハンダボール24を搬送し、修復用ディスペンサ87を電極パッド120方向に降下させて、電極パッド120上の第1のフラックス23a内にハンダボール24を載置するのであるが、これについては図10、図11と同様であるので、説明を省略する。なお、フラックス23をディップし、付着するボリュームについては、上下方向に自在に移動可能な駆動部96にて、修復用ディスペンサ87を所定の下降高さに制御することで適切な量を付着することができる。 Subsequently, as shown in FIG. 8, the repair dispenser 87 transports the solder ball 24 dipped in the flux 23 above the electrode pad 120 onto which the first flux 23a has been transferred and applied. is lowered in the direction of the electrode pad 120 and the solder ball 24 is placed in the first flux 23a on the electrode pad 120, but since this is the same as in FIGS. 10 and 11, the explanation will be omitted. do. The amount of flux 23 to be dipped and deposited can be determined by controlling the repair dispenser 87 to a predetermined lowering height using a drive unit 96 that can freely move in the vertical direction to deposit an appropriate amount. Can be done.

次に、本実施例の場合、修復用ディスペンサ87により電極パッド120上に載置したハンダボール24の上方から第2のフラックス23bを、第2のフラックスピン転写ユニット402で転写して塗布する。図24は第2のフラックスピン転写ユニット402の構成を示す側面図であり、図24(a)、図24(b)、図24(c)、図24(d)は電極パッド120への第2のフラックスピン転写ユニット402によるフラックスの転写、塗布動作を説明するための側面図である。 Next, in the case of this embodiment, the second flux 23b is transferred and applied by the second flux pin transfer unit 402 from above the solder ball 24 placed on the electrode pad 120 by the repair dispenser 87. FIG. 24 is a side view showing the configuration of the second flux pin transfer unit 402, and FIGS. 24(a), 24(b), 24(c), and 24(d) are FIG. 2 is a side view for explaining flux transfer and application operations by the second flux pin transfer unit 402;

この第2のフラックスピン転写ユニット402は前記した第1のフラックスピン転写ユニット401と同一構成であり、図24(a)、図24(b)、図24(c)、図24(d)は電極パッド120へ載置したハンダボール24の上方から第2のフラックス23bを第2のフラックスピン転写ユニット402により転写、塗布する動作を説明するための側面図である。 This second flux pin transfer unit 402 has the same configuration as the first flux pin transfer unit 401 described above, and FIGS. 24(a), 24(b), 24(c), and 24(d) 7 is a side view for explaining the operation of transferring and applying the second flux 23b from above the solder ball 24 placed on the electrode pad 120 by the second flux pin transfer unit 402. FIG.

図24に示すように、第2のフラックスピン転写ユニット402は、フラックスをその先端に付着させて保持し、電極パッド120に転写して塗布するフラックスピン421を備えている。フラックスピン421は先端部422から上方に向かってテーパー状に形成されている。すなわち、フラックスピン421は先端部422から基端部423に向かって幅が拡大していく形状になっている。 As shown in FIG. 24, the second flux pin transfer unit 402 includes a flux pin 421 that attaches and holds flux to its tip and transfers and applies flux to the electrode pad 120. The flux pin 421 is tapered upward from a tip 422. That is, the flux pin 421 has a shape in which the width increases from the tip end 422 toward the base end 423.

フラックスピン421はピン支持枠424にボルト等により固定されている。ピン支持枠424は駆動部425に連結されている。そのため、フラックスピン421は駆動部425と共に上下方向に自在に移動できるよう構成される。そして、駆動部425は門型フレーム80に対して上下動自在に連結されている。 The flux pin 421 is fixed to a pin support frame 424 with bolts or the like. The pin support frame 424 is connected to a drive section 425. Therefore, the flux pin 421 is configured to be able to freely move in the vertical direction together with the drive section 425. The drive unit 425 is connected to the portal frame 80 so as to be vertically movable.

フラックスピン421はピン支持枠424にボルト等により固定されている。ピン支持枠424は駆動部425に連結されている。そのため、フラックスピン421は駆動部425と共に上下方向に自在に移動できるよう構成される。そして、駆動部425は門型フレーム80に対して上下動自在に連結されている。 The flux pin 421 is fixed to a pin support frame 424 with bolts or the like. The pin support frame 424 is connected to a drive section 425. Therefore, the flux pin 421 is configured to be able to freely move in the vertical direction together with the drive section 425. The drive unit 425 is connected to the portal frame 80 so as to be vertically movable.

フラックスピン421はピン支持枠424にボルト等により固定されている。ピン支持枠424は駆動部425に連結されている。そのため、フラックスピン421は駆動部425と共に上下方向に自在に移動できるよう構成される。そして、駆動部425は門型フレーム80に対して上下動自在に連結されている。 The flux pin 421 is fixed to a pin support frame 424 with bolts or the like. The pin support frame 424 is connected to a drive section 425. Therefore, the flux pin 421 is configured to be able to freely move in the vertical direction together with the drive section 425. The drive unit 425 is connected to the portal frame 80 so as to be vertically movable.

図25は基板215の電極パッド120に載置したハンダボール24の上方から第2のフラックス23bを塗布する状態を拡大して示した拡大図であり、図25(a)は第2のフラックス23bをハンダボール24に塗布する寸前の状態を示し、図25(b)は第2のフラックス23bをハンダボール24の上方から塗布している状態を示す。 FIG. 25 is an enlarged view showing how the second flux 23b is applied from above the solder ball 24 placed on the electrode pad 120 of the substrate 215, and FIG. 25(b) shows a state where the second flux 23b is being applied from above the solder ball 24. FIG.

本実施例の場合、第1のフラックス23aに対し、第2のフラックス23bの粘度は前記したように低いため、第2のフラックス23bをハンダボール24の上方から塗布し、フラックスピン421を上昇しても、第1のフラックス23aの粘着力が、第2のフラックス23bの粘着力を上回るので、ハンダボール24は電極パッド120上に安定してとどまる。また、フラックスが低粘度であることで、フラックスがより広がり易くなるため、フラックスを塗布(滴下)した際、球状体であるはんだボールの表面に、まんべんなく塗布でき、はんだ付けの際の酸化を抑制し、良好なはんだ付けを可能とする利点がある。 In the case of this embodiment, since the viscosity of the second flux 23b is lower than that of the first flux 23a as described above, the second flux 23b is applied from above the solder ball 24, and the flux pin 421 is raised. However, since the adhesive force of the first flux 23a exceeds the adhesive force of the second flux 23b, the solder ball 24 remains stably on the electrode pad 120. In addition, the low viscosity of the flux makes it easier to spread, so when the flux is applied (dropped), it can be applied evenly to the surface of the spherical solder ball, suppressing oxidation during soldering. However, it has the advantage of enabling good soldering.

なお、図示していないが、第1フラックスピン転写ユニット401、第2のフラックスピン転写ユニット402は、フラックスを転写するたびごと、又は、レシピに設定した所定の回数毎にフラックスピン411,421の先端部412,422を洗浄する図示しない洗浄ユニットを備える。一般的に、洗浄ユニットはブラシを回転し、その中にフラックスピン411,421の先端部412,422を差し入れることにより行う。修復用ディスペンサ87についても、同様の構成にて、吸着ノズル90の先端部98及び心棒91を洗浄する図示しない洗浄ユニットを備える。 Although not shown, the first flux spin transfer unit 401 and the second flux spin transfer unit 402 transfer the flux pins 411 and 421 every time flux is transferred or every predetermined number of times set in the recipe. A cleaning unit (not shown) for cleaning the tip portions 412, 422 is provided. Generally, the cleaning unit rotates a brush and inserts the tips 412, 422 of the flux pins 411, 421 into the brush. The repair dispenser 87 also has a similar configuration and includes a cleaning unit (not shown) that cleans the tip 98 and the mandrel 91 of the suction nozzle 90.

また、第1フラックスピン転写ユニット401、第2のフラックスピン転写ユニット402は図22、図24からも明らかなように、同一構成である。装置全体のタクトタイムの短縮が要求される場合、これらは別々に設けても良いが、装置のタクトタイムが比較的緩い場合、両ユニット401,402は1台で共用してもよい。すなわち、一例として、第1フラックスピン転写ユニット401を第2フラックスピン転写ユニット402として使用する場合、第1フラックスピン転写ユニット401によって上記のように第1のフラックス23aを塗布し、その後第1フラックスピン転写ユニット401のフラックスピン411を洗浄する。次に第1フラックスピン転写ユニット401を第2フラックスピン転写ユニット402として使用し、上記のように第2のフラックス23bをハンダボール24の上から塗布するようにすればよい。 Furthermore, the first flux pin transfer unit 401 and the second flux pin transfer unit 402 have the same configuration, as is clear from FIGS. 22 and 24. If the takt time of the entire device is required to be shortened, these units may be provided separately, but if the takt time of the device is relatively slow, both units 401 and 402 may be used in common. That is, as an example, when the first flux pin transfer unit 401 is used as the second flux pin transfer unit 402, the first flux 23a is applied as described above by the first flux pin transfer unit 401, and then the first flux 23a is applied as described above. The flux pins 411 of the pin transfer unit 401 are cleaned. Next, the first flux pin transfer unit 401 may be used as the second flux pin transfer unit 402, and the second flux 23b may be applied from above the solder balls 24 as described above.

更に、第1フラックスピン転写ユニット401、第2のフラックスピン転写ユニット402は、フラックスピン411,421によりフラックスを転写する場合について説明したが、これはインクジェット方式を利用し、これによりフラックスを非接触塗布(滴下)してもよく、また、ジェットディスペンサ方式などの他の方式のものであってもよい。要は、フラックスを塗布可能なフラックス塗布手段であれば塗布方式については、特に限定するものではない。また、特に非接触塗布(滴下)方式でフラックス塗布する場合については、第1のフラックス23aと第2のフラックス23bとに粘度差を設け粘着力に違いをつける様にしても良いが、非接触方式であるため特にその様な限定は必要が無い。 Furthermore, the first flux pin transfer unit 401 and the second flux pin transfer unit 402 have been described for transferring flux using the flux pins 411 and 421, but this uses an inkjet method, thereby transferring flux in a non-contact manner. Application (dropping) may be used, or other methods such as a jet dispenser method may be used. In short, the application method is not particularly limited as long as it is a flux application means that can apply flux. In addition, especially when applying flux by a non-contact application (dropping) method, a viscosity difference may be created between the first flux 23a and the second flux 23b to give a difference in adhesive strength, Since this is a system, there is no need for such a limitation.

また、本実施例の場合、門型フレーム80には、レーザーリペアユニットLRとしての、図13、図14に示すレーザーユニット205とプラズマユニット220を備えたプラズマレーザーユニット230が、アクチュエータ202,モータ201を介して上下方向(Z軸方向)に移動可能に取り付けてある。なお、プラズマレーザーユニット230としては図16に示すプラズマレーザーユニット301であってもよいことは言うまでもない。 In addition, in the case of this embodiment, the gate-shaped frame 80 includes a plasma laser unit 230 as a laser repair unit LR, which includes a laser unit 205 and a plasma unit 220 shown in FIGS. 13 and 14. It is attached so that it can move in the vertical direction (Z-axis direction) via. It goes without saying that the plasma laser unit 230 may be the plasma laser unit 301 shown in FIG. 16.

図20に戻り、検査リペアユニットIRと、レーザーリペアユニットLRの一連の動作工程を示すフローチャートの詳細を説明する。この動作の制御は制御ユニットCON(図12参照)で行い、制御ユニットCONは各部をこの動作のフローチャートに沿って適正に制御する。
まず、基板215をシステムの搬入ステージBF(LD)に搬入し、検査部コンベア82で搬送する(STEP1)。その後、ラインセンサ79からの欠陥部の位置データを受信する(STEP2)。そして、基板215をアラインメントステージ216上に配置する(STEP3)。受信した位置データに基づいて、アラインメントステージ216を移動させ、基板215を所定の位置に配置する(STEP4)。
その後、配置が完了すると、モータ201を駆動し、アクチュエータ202を下方向(Z軸方向)に移動させ(図14参照)、レーザーユニット205及びプラズマユニット220の先端が、設定されているGAP高さ(間隙高さ)になるように移動制御する(STEP5)。このGAP高さを基板高さ変位計204にて確認する(STEP6)。このGAP高さに問題がない場合(OKの場合)は、次のステップに進む。このGAP高さに問題がある場合には、アクチュエータ202を上下方向に移動制御し、レーザーユニット205の先端が設定されているGAP高さ(間隙高さ)になるように移動させ、再度、このGAP高さを基板高さ変位計204にて確認する。
Returning to FIG. 20, details of a flowchart showing a series of operating steps of the inspection repair unit IR and the laser repair unit LR will be described. This operation is controlled by the control unit CON (see FIG. 12), and the control unit CON appropriately controls each part according to the flowchart of this operation.
First, the substrate 215 is carried into the loading stage BF (LD) of the system and transported by the inspection section conveyor 82 (STEP 1). After that, position data of the defective part is received from the line sensor 79 (STEP 2). Then, the substrate 215 is placed on the alignment stage 216 (STEP 3). Based on the received position data, the alignment stage 216 is moved to place the substrate 215 at a predetermined position (STEP 4).
After that, when the arrangement is completed, the motor 201 is driven to move the actuator 202 downward (Z-axis direction) (see FIG. 14), and the tips of the laser unit 205 and plasma unit 220 are adjusted to the set GAP height. The movement is controlled so that it becomes (gap height) (STEP 5). This GAP height is confirmed using the substrate height displacement meter 204 (STEP 6). If there is no problem with this GAP height (if OK), proceed to the next step. If there is a problem with this GAP height, move the actuator 202 in the vertical direction to move the tip of the laser unit 205 to the set GAP height, and then try again. The GAP height is confirmed using the board height displacement meter 204.

なお、この動作を示す図20のフローチャートにおいて、STEP7,STEP11,STEP15では記載された動作の有効、無効を判断しているが、これは制御ユニットCONに対し、予め記載された動作を有効にするか、無効にするかの設定が可能となっているためであり、説明に当たっては全てが有効と設定されている場合について説明する。 In the flowchart of FIG. 20 showing this operation, STEP 7, STEP 11, and STEP 15 determine whether the described operation is valid or invalid. This is because settings can be made to enable or disable all settings, and the explanation will be based on the case where all settings are enabled.

GAP高さを基板高さ変位計204にて確認し、問題がない場合には、続くSTEP8で、欠陥が検出された、すなわちハンダボールが搭載されていない電極パッド120に、プラズマユニット220でプラズマを照射する位置に基板215を移動する。そして、STEP9で電極パッド120に対し、プラズマユニット220によりプラズマを照射し、電極パッド120の表面の酸化物を除去する。 The GAP height is confirmed with the substrate height displacement meter 204, and if there is no problem, in the following STEP 8, the plasma unit 220 applies plasma to the electrode pad 120 where a defect has been detected, that is, where no solder ball is mounted. The substrate 215 is moved to a position where it is irradiated with. Then, in STEP 9, the plasma unit 220 irradiates the electrode pad 120 with plasma to remove the oxide on the surface of the electrode pad 120.

続いて、STEP10で、第1のフラックス23aを塗布する位置まで基板215を移動する。STEP11では電極パッド120へのフラックス塗布が有効とされているので、STEP12で第1のフラックス転写ピンユニット401により、第1のフラックス供給部85aから第1のフラックス23aを付着し、電極パッド120に第1のフラックス23aをピン転写して塗布する(図22参照)。 Subsequently, in STEP 10, the substrate 215 is moved to a position where the first flux 23a is applied. Since it is effective to apply flux to the electrode pad 120 in STEP 11, the first flux 23a is applied from the first flux supply part 85a to the electrode pad 120 by the first flux transfer pin unit 401 in STEP 12. The first flux 23a is applied by pin transfer (see FIG. 22).

次に、修復用ディスペンサ87を作動し、ハンダボール24を図10に示すように真空吸着し、STEP13で図8に示すようハンダボール24をフラックス23にディップし、このハンダボール24をSTEP14で電極パッド120に載置する。STEP15ではハンダボール24へのフラックス塗布が有効となっているので、STEP16で第2のフラックス転写ピンユニット402により、第2のフラックス供給部85bから第2のフラックス23bを付着し、ハンダボール24に第2のフラックス23bをピン転写して塗布する(図24参照)。続く、STEP17で、このハンダボール24を溶融する位置まで基板215を移動する。 Next, the repair dispenser 87 is activated to vacuum-adsorb the solder ball 24 as shown in FIG. 10, and in STEP 13 the solder ball 24 is dipped in flux 23 as shown in FIG. Place it on the pad 120. In STEP 15, flux application to the solder ball 24 is effective, so in STEP 16, the second flux 23b is applied from the second flux supply part 85b by the second flux transfer pin unit 402, and the second flux 23b is applied to the solder ball 24. The second flux 23b is applied by pin transfer (see FIG. 24). In the following STEP 17, the substrate 215 is moved to a position where the solder balls 24 are melted.

続いて、プラズマレーザーユニット230により、このハンダボール24に、スポットヒータ210で予熱を加え(STEP18)、プラズマユニット220でプラズマを照射して(STEP19)、ハンダボール24の酸化膜を除去し、ハンダボール溶融手段としてのレーザーユニット205でハンダボール24を加熱して溶融する(STEP20)。これにより、電極パッド120にバンプが形成される。
なお、第2のフラックス23b塗布後、レーザー照射(STEP20)する際に、プラズマ照射を行う(STEP19)ことで、高い酸化還元力を持つ水素ラジカルにより、より綺麗なはんだ付けが可能となるため、より形状バラツキがなくコプラナリティの高いバンプ形成が可能となる。理由としては、プラズマ照射があることで、レーザー照射によりフラックスが蒸発してしまった部位でも、プラズマ照射によって酸化膜が形成されることを抑止し、はんだと電極との接合面の濡れ性を改善できるからである。
Next, the solder ball 24 is preheated by the spot heater 210 using the plasma laser unit 230 (STEP 18), and the plasma unit 220 irradiates the solder ball 24 with plasma (STEP 19) to remove the oxide film on the solder ball 24 and remove the solder. The solder ball 24 is heated and melted by the laser unit 205 as a ball melting means (STEP 20). As a result, a bump is formed on the electrode pad 120.
In addition, by performing plasma irradiation (STEP 19) during laser irradiation (STEP 20) after applying the second flux 23b, more beautiful soldering is possible due to hydrogen radicals with high oxidation-reduction power. It becomes possible to form bumps with less shape variation and higher coplanarity. The reason is that plasma irradiation prevents the formation of an oxide film even in areas where the flux has evaporated due to laser irradiation, improving the wettability of the bonding surface between the solder and the electrode. Because it can be done.

なお、プラズマ照射を行う(STEP19)としても、第2のフラックス23b塗布を行った方が、不良率が低減され生産性向上が可能となる。理由としては、プラズマ照射しても球状体のボールでプラズマ照射があたらなかった部位でも、フラックがまんべんなく塗布されていれば、より良品率が向上できるからである。 Note that even if plasma irradiation is performed (STEP 19), applying the second flux 23b can reduce the defective rate and improve productivity. The reason for this is that even if the flak is evenly applied to areas that are not exposed to plasma irradiation due to the spherical balls, the yield rate can be further improved.

この後、修復され、ハンダボール充填不良がなくなった基板215をSTEP21で搬出ステージBF(ULD)に搬送し、基板215は搬出ステージBF(ULD)から搬出される(STEP22)。 Thereafter, the repaired board 215 with no solder ball filling defects is transported to the unloading stage BF (ULD) in STEP 21, and the board 215 is unloaded from the unloading stage BF (ULD) (STEP 22).

以上の実施例においては、基板215や電極パッド120、ハンダボール24の予熱に係わる説明は省略、或いは簡略したが、これらについては図15と同様に行うため、詳細な説明は省略した。また、ハンダボール24のスポットヒータ210による予熱のタイミング、プラズマユニット220によるハンダボール24へのプラズマの照射タイミング、及びレーザーユニット205によるハンダボール24へのレーザーの照射タイミングは上述の通りであり、その説明は省略する。 In the above embodiments, explanations regarding preheating of the substrate 215, electrode pads 120, and solder balls 24 have been omitted or simplified, but since these are performed in the same manner as in FIG. 15, detailed explanations have been omitted. Further, the timing of preheating the solder ball 24 by the spot heater 210, the timing of irradiating plasma onto the solder ball 24 by the plasma unit 220, and the timing of irradiating the laser onto the solder ball 24 by the laser unit 205 are as described above. Explanation will be omitted.

図26は、図21に示した検査リペアユニットIRと、レーザーリペアユニットLRの変形例であり、検査、修復部を搭載する架台240をコンベア82の搬送方向の側方に拡大し、門型フレーム80をコンベア82と平行に配置したものである。そして、基板215を搭載するアライメントステージ216は水平方向(X,Y,θ)で、一点鎖線で示した位置は勿論、基板サイズに合わせてハンダボール搭載領域又は電極パッド検査領域のほぼ全領域に移動、位置決め可能なように構成してある。なお、図21と同符号のものは同部分を示す。 FIG. 26 shows a modification of the inspection repair unit IR and the laser repair unit LR shown in FIG. 80 are arranged parallel to the conveyor 82. The alignment stage 216 on which the board 215 is mounted is positioned horizontally (X, Y, θ) not only at the position indicated by the dashed line but also at almost the entire solder ball mounting area or electrode pad inspection area according to the board size. It is configured to be movable and positionable. Note that the same reference numerals as in FIG. 21 indicate the same parts.

ここで、ハンダボール収納部84、第1のフラックス供給部85a、第2のフラックス供給部85bは、対応する修復用ディスペンサ87、第1のフラックス転写ピンユニット401、第2のフラックスピン転写ユニット402の下方側、すなわち基板215を搭載するアライメントステージ216側に位置し、通常時は矢印(L方向)で示すように門型フレーム80側に後退し、必要な場合には前進し、修復用ディスペンサ87、第1のフラックス転写ピンユニット401、第2のフラックスピン転写ユニット402とハンダボール、フラックスの受け渡しを可能とした構成となっている。 Here, the solder ball storage section 84, the first flux supply section 85a, and the second flux supply section 85b are connected to the corresponding repair dispenser 87, first flux transfer pin unit 401, and second flux pin transfer unit 402. It is located on the lower side of the board 215, that is, on the side of the alignment stage 216 on which the substrate 215 is mounted, and normally retreats toward the gate-shaped frame 80 side as shown by the arrow (L direction), but moves forward when necessary. 87, the configuration is such that solder balls and flux can be transferred to and from the first flux transfer pin unit 401 and the second flux pin transfer unit 402.

図27は、図26に更に基板215におけるハンダボールの状態検出器としてハンダボールの状態を撮像して欠陥を検出する撮像用のカメラ79aを備えたものである。図26の場合、前工程で検査された欠陥部の位置データを受信することを前提としているため、撮像用のカメラ79aは設けていない。但し、図27のように、撮像用のカメラ79aを備えておけば、前工程からの位置データの再確認、或いは独自に欠陥部の位置データを検出することが可能となる。
FIG. 27 shows a configuration in which FIG. 26 is further provided with an imaging camera 79a for detecting defects by imaging the state of the solder balls as a state detector of the solder balls on the board 215. In the case of FIG. 26, the camera 79a for imaging is not provided because it is assumed that the position data of the defective part inspected in the previous process is received. However, if an imaging camera 79a is provided as shown in FIG. 27, it becomes possible to reconfirm the position data from the previous process or to independently detect the position data of the defective part.

なお、搬入部81は基板215をアライメントステージ216に移載する前に予熱可能な予熱部381を備え、通常は、アライメントステージ216に備えるテーブルヒーター(図44管理No.13)と同一の温度設定を行う。基板品種によっては、熱容量に差異があるため、個別に温度設定を行い生産待ち時間が生じないようタクトタイムを最適化することが出来る。また、搬出部88は冷却部388を備え、熱容量が大きく、冷えにくい基板に対して冷却待ち時間が生じないようにタクトタイムを最適化することが出来る。 The loading section 81 includes a preheating section 381 that can preheat the substrate 215 before transferring it to the alignment stage 216, and normally the same temperature setting as the table heater (control No. 13 in FIG. 44) provided in the alignment stage 216 is provided. I do. Since the heat capacity differs depending on the type of board, it is possible to set the temperature individually and optimize the takt time to avoid production waiting time. Further, the unloading section 88 is equipped with a cooling section 388, and the takt time can be optimized so that there is no cooling waiting time for substrates that have a large heat capacity and are difficult to cool down.

図28は、図26の、更に他の変形例を示したものである。図10に示した修復用ディスペンサ87と、図22に示した第1フラックスピン転写ユニット401と、図24に示した第2のフラックスピン転写ユニット402とは構造的には類似している。すなわち、図10に示した修復用ディスペンサ87において、心棒91を吸着ノズル90の先端で停止させれば、図22に示した第1フラックスピン転写ユニット401と、図24に示した第2のフラックスピン転写ユニット402と同様の構成になる。更に又、前記したように、修復用ディスペンサ87は吸着ノズル90を備えており、欠陥部のハンダボールを取り除く真空吸着ノズル86と兼用することもできる。 FIG. 28 shows still another modification of FIG. 26. The repair dispenser 87 shown in FIG. 10, the first flux pin transfer unit 401 shown in FIG. 22, and the second flux pin transfer unit 402 shown in FIG. 24 are structurally similar. That is, in the repair dispenser 87 shown in FIG. 10, if the mandrel 91 is stopped at the tip of the suction nozzle 90, the first flux pin transfer unit 401 shown in FIG. 22 and the second flux shown in FIG. It has the same configuration as the pin transfer unit 402. Furthermore, as described above, the repair dispenser 87 is equipped with a suction nozzle 90, which can also be used as the vacuum suction nozzle 86 for removing solder balls from defective parts.

そこで、図28は、修復用ディスペンサ87を、第1フラックスピン転写ユニット401と、図24に示した第2のフラックスピン転写ユニット402、及び真空吸着ノズル86として兼用し、87a,87b,87cと3セット具備した場合における各部の配置を示した図である。 Therefore, in FIG. 28, the repair dispenser 87 is used as the first flux pin transfer unit 401, the second flux pin transfer unit 402 shown in FIG. 24, and the vacuum suction nozzle 86, and It is a figure showing arrangement of each part when three sets are provided.

ここで、修復用ディスペンサ87を、第1フラックスピン転写ユニット401と、図24に示した第2のフラックスピン転写ユニット402、及び真空吸着ノズル86として使用した場合における修復用ディスペンサを便宜上、複合操作部と称する。87a,87b,87cはこの複合操作部であり、各複合操作部87a,87b,87cの各々に対し、ハンダボール収納部84a,84b,84cとフラックス供給部85a,85b,85cと、洗浄ユニット430a,430b,430cを具備した場合について示してある。例えば、87aの組(87a,84a,85a,430a)を主に利用するとした場合、複合操作部87bの組(87b,84b,85b,430b)、もしくは、87cの組(87c,84c,85c,430c)は予備用とし取り扱ってもよい。 Here, for convenience, when the repair dispenser 87 is used as the first flux pin transfer unit 401, the second flux pin transfer unit 402 shown in FIG. 24, and the vacuum suction nozzle 86, a combined operation is performed. It is called a department. Reference numerals 87a, 87b, and 87c are the composite operation sections, and each of the composite operation sections 87a, 87b, and 87c includes solder ball storage sections 84a, 84b, and 84c, flux supply sections 85a, 85b, and 85c, and a cleaning unit 430a. , 430b, 430c are shown. For example, if the group 87a (87a, 84a, 85a, 430a) is mainly used, the group 87b (87b, 84b, 85b, 430b) or the group 87c (87c, 84c, 85c, 430c) may be used as a spare.

すなわち、上記の構成から容易に理解可能であるが、1つの複合操作部87aにハンダボール収納部84aと第1のフラックス供給部85aと第1のフラックス供給部85aと、更に洗浄ユニット430aを対応配置すれば、1つの複合操作部87aでハンダボールの吸着除去、第1、第2のフラックス転写からノズル洗浄まで可能とすることができる。従って、これを複数組設ければ、複数個所の欠陥部の同時補修動作、あるいはハンダボールの大きさの違いにより各組を対応させ段取り時間の削減化を図る等、その組み合わせや用途の自由度は高いものとなる。 That is, as can be easily understood from the above configuration, one composite operation section 87a corresponds to the solder ball storage section 84a, the first flux supply section 85a, the first flux supply section 85a, and the cleaning unit 430a. If arranged, it is possible to perform everything from adsorption and removal of solder balls, first and second flux transfer, to nozzle cleaning with one combined operation section 87a. Therefore, if multiple sets of these are provided, it is possible to repair multiple defects at the same time, or to reduce setup time by making each set correspond to different sizes of solder balls, giving greater freedom in combinations and applications. will be expensive.

図29は、各複合操作部87a、87b、87cの各々に対応配置する複合保持部450を拡大して示した例であり、図29(a)はハンダボール供給部84a、フラックス供給部85a、洗浄ユニット430aを保持する例を示し、図29(b)は、更にハンダボール供給部84b、フラックス供給部85b、洗浄ユニット430bを追加保持する例を一点鎖線で示す。なお、この配置は任意であり、その配置は自由である。 FIG. 29 is an enlarged example showing a composite holding section 450 arranged corresponding to each of the composite operation sections 87a, 87b, and 87c, and FIG. 29(a) shows a solder ball supply section 84a, a flux supply section 85a, An example in which the cleaning unit 430a is held is shown, and FIG. 29(b) shows an example in which a solder ball supply section 84b, a flux supply section 85b, and a cleaning unit 430b are additionally held in dashed lines. Note that this arrangement is arbitrary and the arrangement is free.

以上の通り、本実施例によれば、電極パッド21にプラズマを照射して、電極パッド21の酸化膜を除去し、この電極パッドに21第1のフラックス23aを塗布し、この上にハンダボールを搭載し、更にこのハンダボールの上方から第2のフラックス23bを塗布し、このハンダボールを溶融すれば、ハンダボールの全体にフラックスが付着する。これにより、このハンダボールの溶融によりハンダの濡れ性が良好となり、より確実なバンプを形成することができ、微小バンプ形成時の大幅な信頼性向上や良品率の向上に寄与する。 As described above, according to this embodiment, the electrode pad 21 is irradiated with plasma to remove the oxide film of the electrode pad 21, the electrode pad 21 is coated with the first flux 23a, and a solder ball is placed on the electrode pad 21. If the solder ball is mounted, the second flux 23b is applied from above the solder ball, and the solder ball is melted, the flux will adhere to the entire solder ball. As a result, solder wettability improves due to the melting of the solder balls, making it possible to form more reliable bumps, contributing to a significant improvement in reliability when forming micro bumps and an improvement in the yield rate.

次に、レーザー照射によるハンダボール24の溶融について説明する。一般的にはレーザー照射でハンダボール24を溶融する場合、レーザー照射手段によるレーザーの焦点をハンダボール24の中心、若しくはハンダボール24の表面に当てることが考えられる。しかし、この場合、ハンダボール24に焦点を当てると、中心出力が高いため、ハンダボール24の変形やコゲ、更には基板215にダメージが生じ、フラックス成分の蒸発により濡れ性が悪くなり、はんだ付け強度を確保したはんだ付けが出来ない場合があり、良好なバンプの形成は望めない。 Next, melting of the solder ball 24 by laser irradiation will be explained. Generally, when melting the solder ball 24 by laser irradiation, it is considered that the laser irradiation means focuses the laser on the center of the solder ball 24 or the surface of the solder ball 24. However, in this case, when focusing on the solder ball 24, the high center output causes deformation and scorching of the solder ball 24, as well as damage to the board 215, and evaporation of flux components deteriorates wettability, resulting in poor soldering. In some cases, it may not be possible to perform soldering with sufficient strength, and good bump formation cannot be expected.

そこで、図30、図31、図32に示す実施例は、この点を考慮したものである。すなわち、図30はレーザーユニット205によるレーザー光LBの照射状態を示したものである。レーザーユニット205から照射されたレーザー光LBは丸印で示した焦点Fで収束し、この焦点Fを過ぎると再び拡散する。 Therefore, the embodiments shown in FIGS. 30, 31, and 32 take this point into consideration. That is, FIG. 30 shows the irradiation state of the laser beam LB by the laser unit 205. The laser beam LB emitted from the laser unit 205 converges at a focal point F indicated by a circle, and after passing this focal point F, it diffuses again.

図31は図30におけるレーザー光LBの焦点F付近を拡大して示した側面図である。図31に示すLS1,LS2は、図32に示した部分におけるレーザー光LBの光の径、すなわちレーザースポットLSである。このレーザースポットLSの径はレーザースポットLS1,LS2が焦点Fに近づくに連れてその径が縮小し、焦点Fを過ぎると再びその径は拡大する。 FIG. 31 is an enlarged side view showing the vicinity of the focal point F of the laser beam LB in FIG. 30. LS1 and LS2 shown in FIG. 31 are the diameters of the laser beam LB in the portion shown in FIG. 32, that is, the laser spot LS. The diameter of the laser spot LS decreases as the laser spots LS1 and LS2 approach the focal point F, and once they pass the focal point F, the diameter increases again.

図32は基板215に搭載したハンダボール24とレーザー光LBのデフォーカス量との関係を示した図であり、中央はハンダボール24をレーザー光LBの焦点Fにその中心を合わせた場合、上方はハンダボール24下面までデフォーカスさせた場合について示し(DF=-100)、更に下方に示したハンダボール24はレーザー光LBのレーザースポットL Sが焦点で収束後にスポット径が拡大した位置へデフォーカスさせた場合について示してある。 FIG. 32 is a diagram showing the relationship between the solder ball 24 mounted on the board 215 and the defocus amount of the laser beam LB. shows the case where the solder ball 24 is defocused to the bottom surface (DF=-100), and the solder ball 24 shown further below is defocused to a position where the laser spot LS of the laser beam LB is focused and the spot diameter is expanded. The case where the image is focused is shown.

図33は、デフォーカス量(DF)の定義を示す。ハンダボールの中心にレーザー焦点(ジャストフォーカス)を合せた場合をDF=0とする。ハンダボールの下面より下方向に焦点を設定すると、デフォーカス量はマイナスとなる(DF=-30)。
逆にハンダボールの上面より上方向に焦点を設定すると、デフォーカス量はプラスの報告となる(DF=30)。
FIG. 33 shows the definition of defocus amount (DF). The case where the laser focus (just focus) is set at the center of the solder ball is defined as DF=0. When the focus is set below the bottom surface of the solder ball, the amount of defocus becomes negative (DF=-30).
Conversely, if the focus is set above the top surface of the solder ball, the defocus amount will be reported as positive (DF=30).

図34は、レーザーが焦点(ジャストフォーカス)時の、レーザースポット断面におけるレーザービームの出力分布を示す。図示の通り、ビームスポット中心近傍におけるレーザー照射の出力曲線が急峻な形状となっている。すなわち、このことはレーザースポット中心におけるレーザー照射出力がピンポイント的に高くなることを示すものである。
図示した破線の円はハンダボールを模式的に示したものである。デフォーカス量がゼロ(DF=0)の場合、図示の様にハンダボールに伝わるレーザー出力が、中心に近いほど強く伝わることを示している。
FIG. 34 shows the power distribution of the laser beam in the cross section of the laser spot when the laser is in focus (just in focus). As shown in the figure, the laser irradiation output curve near the center of the beam spot has a steep shape. In other words, this indicates that the laser irradiation output at the center of the laser spot increases in a pinpoint manner.
The illustrated broken-line circle schematically represents a solder ball. When the defocus amount is zero (DF=0), as shown in the figure, the laser output transmitted to the solder ball is transmitted more strongly as it is closer to the center.

図35は、焦点(ジャストフォーカス:DF=0)の場合と、デフォーカス量マイナス100(DF=-100)に設定した場合の、各レーザースポット断面におけるレーザー出力分布を、それぞれ示したものである。
両者を比較し易い様に、同じスケールで示してある。
FIG. 35 shows the laser output distribution in the cross section of each laser spot when the laser spot is in focus (just focus: DF=0) and when the defocus amount is set to minus 100 (DF=-100). .
The two are shown on the same scale for easy comparison.

図36は、各種ハンダボール、バンプ径に対するデフォーカス量の実績値を示すと共に、バンプ形成の一実施例を示す。
この実施例では、レーザースポットLSを上方に示したハンダボール24の位置へデフォーカス量を設定する。このようにすれば、ハンダボール24の全体に略均一にレーザー光LBを照射でき、ハンダボール24を略均一に加熱することができ、より均一にハンダボールを溶融でき、強いては良好なバンプを形成することが可能となる。言い方を変えれば、レーザースポットLSをハンダボール24の中心にフォーカスするのではなく、焦点Fを外し、レーザースポットLSをハンダボール24の下面にデフォーカスするのである。
FIG. 36 shows actual values of defocus amounts for various solder balls and bump diameters, and also shows an example of bump formation.
In this embodiment, the defocus amount is set to the position of the solder ball 24 with the laser spot LS shown above. In this way, the entire solder ball 24 can be irradiated with the laser beam LB substantially uniformly, the solder ball 24 can be heated substantially uniformly, the solder ball can be melted more uniformly, and a good bump can be formed. It becomes possible to form. In other words, rather than focusing the laser spot LS on the center of the solder ball 24, the focal point F is removed and the laser spot LS is defocused on the lower surface of the solder ball 24.

すなわち、レーザー光LBは、レーザースポットLSの径が小さくなるほどエネルギー密度が高くなる。そのため照射径が最小となる焦点(ジャストフォーカス)位置の場合はエネルギー密度が最も高くなる上、レーザースポットLSの中心に近くなるほどレーザー出力が急激に高くなる(図34)。そのため、ボールへの熱伝達ボリュームがハンダボールの中央部、トップ近傍に偏り、特定部分での加熱過多が起こること等ではんだ表面凹凸が生じるため、良好なはんだ付けには適さない。
そこで、デフォーカス量を設定し、例えばDF=-100に設定した場合、はんだボール全体に対し、略均一に熱量が伝わりやすく、濡れ性が均一に作用し易くなるので、綺麗なはんだ付けが可能となる(図35)。
That is, the energy density of the laser beam LB becomes higher as the diameter of the laser spot LS becomes smaller. Therefore, the energy density is the highest at the focal point (just focus) position where the irradiation diameter is the smallest, and the laser output increases rapidly as it gets closer to the center of the laser spot LS (FIG. 34). Therefore, the heat transfer volume to the ball is biased toward the center and near the top of the solder ball, and excessive heating occurs in a specific portion, causing unevenness on the solder surface, making it unsuitable for good soldering.
Therefore, if you set the defocus amount to, for example, DF = -100, it will be easier for the heat to be transmitted almost uniformly to the entire solder ball, and the wettability will be more likely to be applied uniformly, allowing for beautiful soldering. (Figure 35).

なお、レーザースポットLSをハンダボール24に対しデフォーカスさせると説明したが、ハンダボール径との関係に対しては、レーザースポットLSをハンダボール24の径よりも多少大きくすることが良い。 Although it has been described that the laser spot LS is defocused with respect to the solder ball 24, it is better to make the laser spot LS somewhat larger than the diameter of the solder ball 24 in terms of the relationship with the solder ball diameter.

本実施例の場合、レーザースポットLSをハンダボール24の下面にデフォーカスさせるためには、レーザーユニット205のレーザー光LBの焦点Fが固定の場合、レーザーユニット205と基板215に搭載したハンダボール24との距離を相対的に近づける、或いは遠ざければよい。このためには、図示していないが、レーザーユニット205を図14に示すように、モータ201,アクチュエータ202と同様な構成で、ユニット固定板219に、レーザー光LBの光軸方向に進退自在に取り付ければよい。あるいはヘッドフレーム203、あるいは門型フレーム80に取付けるようにしてもよい。また、基板215を搭載するアライメントステージ216にZ方向、すなわち垂直方向の駆動手段を設け、基板215をレーザーユニット205方向に進退自在に構成してもよい。勿論、レーザーユニット205とアライメントステージ216が接近、離間するように構成してもよい。 In this embodiment, in order to defocus the laser spot LS onto the lower surface of the solder ball 24, if the focal point F of the laser beam LB of the laser unit 205 is fixed, the solder ball 24 mounted on the laser unit 205 and the substrate 215 must be All you have to do is make the distance relatively closer or farther away. For this purpose, although not shown, the laser unit 205 has the same configuration as the motor 201 and the actuator 202, as shown in FIG. Just install it. Alternatively, it may be attached to the head frame 203 or the gate frame 80. Alternatively, the alignment stage 216 on which the substrate 215 is mounted may be provided with driving means in the Z direction, that is, the vertical direction, so that the substrate 215 can be configured to move forward and backward in the direction of the laser unit 205. Of course, the laser unit 205 and the alignment stage 216 may be configured to approach or separate from each other.

また、上記ではハンダボール24とレーザーユニット205との距離の調整によりハンダボール24に照射するレーザー光LBのレーザースポットLSを調整したが、レーザーユニット205に備えた集光レンズ209を調整することによりハンダボール24に照射するレーザー光LBのレーザースポットLSを直接的に調整するようにしてもよい。
この意味からすれば、ハンダボール24に照射するレーザー光LBの焦点を調整する焦点調整機構を備えればよい。また、この焦点調整機構の制御に当たっては、少なくともハンダボール24の直径に対する望ましい焦点深度(デフォーカス量DF)を予め記憶部に記憶し、ハンダボール24の直径を入力することにより焦点深度(デフォーカス量DF)を調整するよう焦点調整機構を作動するようにしてもよい。
Further, in the above, the laser spot LS of the laser beam LB irradiated to the solder ball 24 was adjusted by adjusting the distance between the solder ball 24 and the laser unit 205, but by adjusting the condensing lens 209 provided in the laser unit 205. The laser spot LS of the laser beam LB irradiated onto the solder ball 24 may be directly adjusted.
From this point of view, it is sufficient to provide a focus adjustment mechanism that adjusts the focus of the laser beam LB irradiated onto the solder ball 24. In addition, in controlling this focus adjustment mechanism, at least a desirable depth of focus (defocus amount DF) for the diameter of the solder ball 24 is stored in advance in the storage section, and the depth of focus (defocus amount DF) is input by inputting the diameter of the solder ball 24. The focusing mechanism may be operated to adjust the amount DF).

図36に示すバンプ形成の一実施例の様に、ハンダボール直径60μm、バンプ直径60μm、バンプピッチ70μmに対する実績例のとおり、デフォーカス量をマイナス100μm(DF=-100)と設定した際のレーザースポット径は146.6μmであり、はんだ付け結果は良好であった。また、デフォーカス量をマイナス300μm(DF=-300)と設定した際のレーザースポット径は190μmであり、はんだ付け結果は良好であった。
すなわち、ハンダボールの直径が60μmの場合、デフォーカス量(DF)は、ハンダボール直径の約2.44倍から、約3.16倍のスポット径として、良好なバンプ形成が行うことができた。
As shown in an example of bump formation shown in Fig. 36, the laser when the defocus amount is set to minus 100 μm (DF=-100) as in the actual example for a solder ball diameter of 60 μm, a bump diameter of 60 μm, and a bump pitch of 70 μm. The spot diameter was 146.6 μm, and the soldering results were good. Further, when the defocus amount was set to minus 300 μm (DF=−300), the laser spot diameter was 190 μm, and the soldering result was good.
That is, when the diameter of the solder ball was 60 μm, good bump formation could be achieved by setting the defocus amount (DF) to a spot diameter of about 2.44 times to about 3.16 times the solder ball diameter. .

以上の通り本実施例によれば、基板に設けた電極にハンダボールを搭載し、当該ハンダボールを溶融して前記電極にバンプを形成するバンプ形成装置において、前記電極に搭載した前記ハンダボールにレーザー光を照射するレーザー照射手段と、当該レーザー照射手段から照射されるレーザー光のレーザースポット径を少なくともハンダボールの径の略2.4倍から略3.1倍に合致させるよう前記レーザー照射手段の焦点を調整する焦点調整手段を設けることで、プラズマ照射の効果と相まって、微小ハンダボールの検査リペアにおいて信頼性の高いリペア装置の提供に寄与する。 As described above, according to this embodiment, in a bump forming apparatus that mounts a solder ball on an electrode provided on a substrate and melts the solder ball to form a bump on the electrode, the solder ball mounted on the electrode a laser irradiation means for irradiating a laser beam; and the laser irradiation means such that the laser spot diameter of the laser beam irradiated from the laser irradiation means matches at least approximately 2.4 times to approximately 3.1 times the diameter of the solder ball. By providing a focus adjusting means for adjusting the focus of the laser beam, in combination with the effect of plasma irradiation, it contributes to providing a highly reliable repair device in inspecting and repairing minute solder balls.

次に、レーザーユニット205の各種調整操作について説明する。
図37、図38はレーザーユニット205の焦点調整操作、図39、図40はレーザーユニット205のレーザー出力調整操作、図41、図42はレーザーユニット205のデフォーカス量調整操作を示す。
Next, various adjustment operations of the laser unit 205 will be explained.
37 and 38 show the focus adjustment operation of the laser unit 205, FIGS. 39 and 40 show the laser output adjustment operation of the laser unit 205, and FIGS. 41 and 42 show the defocus amount adjustment operation of the laser unit 205.

図37はレーザーユニット205の焦点調整操作を示す図であり、レーザーユニット205については、その先端部を示し、209は前記した集光レンズである。レーザーユニット205の焦点調整にあたっては、実際の製品基板215ではなく。ダミープレートDPを調整用として使用する。レーザーユニット205は前記した制御ユニットCONによって制御操作される。501~505はレーザーユニット205を調整操作する各種の制御機能部を示し、各制御機能部は制御プログラムとして制御ユニットCON内部の記憶部に記憶され、制御ユニットCONによって所定の操作が成される。レシピ記憶部501は、一例として図43に示すように、ワーク名称、この場合、製造する基板を特定する情報、そして使用するハンダボール径、バンプ径、バンプピッチ、レーザー出力、レーザー焦点径、デフォーカス量、レーザーのスポット径、パワーメーター測定位置、焦点確認位置、プラズマ出力、プラズマ流量、テーブルヒーター、スポットヒーター等のデータを、予め試験等により抽出し、良好なデータをレシピとして複数組記憶保持しておく。この実施例の場合、ハンダボール径、バンプ径及びバンプピッチの入力により、対応する1組の各種のデータがこのレシピ記憶部501から読み出される。なお、図43には一例として3組のレシピが登録されている場合について示してあるが、この組数に制限はなく、幅広く使用する場合にはその数は制限されるものではない。また、図43の使用目的の欄は、実際には記憶部に記憶されているものではなく、説明のために設けたものである。 FIG. 37 is a diagram showing the focus adjustment operation of the laser unit 205. The tip of the laser unit 205 is shown, and 209 is the aforementioned condensing lens. When adjusting the focus of the laser unit 205, the focus is not on the actual product board 215. Dummy plate DP is used for adjustment. The laser unit 205 is controlled and operated by the control unit CON described above. Reference numerals 501 to 505 indicate various control function units that adjust and operate the laser unit 205. Each control function unit is stored as a control program in a storage unit inside the control unit CON, and predetermined operations are performed by the control unit CON. For example, as shown in FIG. 43, the recipe storage unit 501 stores the work name, in this case, information specifying the board to be manufactured, the solder ball diameter, bump diameter, bump pitch, laser output, laser focal diameter, and laser output. Data such as focus amount, laser spot diameter, power meter measurement position, focus confirmation position, plasma output, plasma flow rate, table heater, spot heater, etc. are extracted in advance through testing, and multiple sets of good data are stored as recipes. I'll keep it. In this embodiment, by inputting the solder ball diameter, bump diameter, and bump pitch, a corresponding set of various data is read out from the recipe storage section 501. Although FIG. 43 shows an example in which three sets of recipes are registered, there is no limit to the number of sets, and the number is not limited if used widely. Further, the purpose of use column in FIG. 43 is not actually stored in the storage unit, but is provided for explanation.

レーザー制御部502は、ハンダボール径、バンプ径及びバンプピッチの入力により選択されたレシピによりレーザーユニット205のレーザー出力を決定する。レーザー照射駆動部503はレーザー制御部502によって設定された状態でレーザーユニット205を照射駆動し、レーザー光LBを照射する。焦点調整部504は図38のフローチャートに沿って各部を駆動操作し、レーザーユニット205の焦点を調整する。すなわち、図38において、まず、STEP1で基板215を搭載するステージ216を移動し、続くSTEP2でレーザー光LBのスポット径を測定する。このスポット径は上述の観察カメラ206によりスポット径を測定し、最もその径が小さくなるように焦点調整部504によりレーザーユニット205の取り付け高さを上下方向に制御することで、焦点調整を行い、この焦点をスポット径確認部505で確認する。
なお、観察カメラ206の代わりに検査ユニット79aをスポット径確認のために用いる構成としても良い。また、焦点調整部504では、レーザーユニット205の取り付け高さを制御する事例を説明したが、レーザーユニット205の集光レンズ209により、焦点高さの調整によって、焦点調整をすることでも良い。
The laser control unit 502 determines the laser output of the laser unit 205 based on the recipe selected by inputting the solder ball diameter, bump diameter, and bump pitch. The laser irradiation drive section 503 drives the laser unit 205 to irradiate in a state set by the laser control section 502, and irradiates the laser beam LB. The focus adjustment section 504 adjusts the focus of the laser unit 205 by driving each section according to the flowchart in FIG. That is, in FIG. 38, first, in STEP 1, the stage 216 on which the substrate 215 is mounted is moved, and in the following STEP 2, the spot diameter of the laser beam LB is measured. This spot diameter is determined by measuring the spot diameter with the above-mentioned observation camera 206, and adjusting the focus by vertically controlling the mounting height of the laser unit 205 using the focus adjustment unit 504 so that the diameter becomes the smallest. This focal point is confirmed by the spot diameter confirmation section 505.
Note that the inspection unit 79a may be used instead of the observation camera 206 for checking the spot diameter. Further, although an example has been described in which the attachment height of the laser unit 205 is controlled in the focus adjustment section 504, the focus may be adjusted by adjusting the focal height using the condenser lens 209 of the laser unit 205.

次に、図39から図40に示すレーザー出力調整について説明する。なお、図37と同符号部分は同部分を示し、説明は省略する。PMはレーザー光LBの出力状態を測定するパワーメーターであり、レーザー光LBを直接当てるためのヘッド部を備え、その測定値を出力する一般的な構成のものである。この実施例の場合、このパワーメーターPMは装置架台240の所定位置に設置する。
レーザー照射駆動部503でレーザー光LBを照射した後、レーザー出力測定位置調整部506では、図40に示すように、まず、STEP1で、アライメントステージ216を退避させ、続くSTEP2で、レーザーユニット205の照射位置までパワーメーターPMを上昇する。このパワーメーターPMの上昇制御については、レシピ記憶部501から読み出たレーザー出力測定位置となる様に、パワーメーターPMを位置制御する。続く、STEP3でパワーメーターPMによりレーザー出力の測定を行う。
Next, laser output adjustment shown in FIGS. 39 to 40 will be explained. Note that the same reference numerals as those in FIG. 37 indicate the same parts, and the explanation will be omitted. PM is a power meter that measures the output state of the laser beam LB, and has a general configuration that includes a head section for directly applying the laser beam LB and outputs the measured value. In this embodiment, this power meter PM is installed at a predetermined position on the device pedestal 240.
After the laser irradiation drive section 503 irradiates the laser beam LB, the laser output measurement position adjustment section 506 first retracts the alignment stage 216 in STEP 1, as shown in FIG. Raise the power meter PM to the irradiation position. Regarding the raising control of the power meter PM, the position of the power meter PM is controlled so as to be at the laser output measurement position read from the recipe storage unit 501. Subsequently, in STEP 3, the laser output is measured using a power meter PM.

なお、パワーメーターPMの設置位置は、アライメントステージ216の所定位置に設置しても良い。この場合、パワーメーターPMを上昇させる代わりに、アライメントステージ216を所定位置に移動した後に、レーザー出力測定位置調整部506によりパワーメーターPMを位置制御し、レーザー出力測定部507により、レーザーの出力を測定するようにしてもよい。 Note that the power meter PM may be installed at a predetermined position on the alignment stage 216. In this case, instead of raising the power meter PM, after moving the alignment stage 216 to a predetermined position, the laser output measurement position adjustment section 506 controls the position of the power meter PM, and the laser output measurement section 507 adjusts the laser output. It may also be measured.

そして、STEP4で、測定したレーザー出力測定結果を確認後、STEP5で、予めレシピ記憶部501に登録されたワーク名称もしくはハンダボール径、バンプ径及びバンプピッチから選定されるレシピNo.によって決定されるレーザー出力目標値との偏差情報を比較し、STEP6で、図示していない補正量テーブルから補正量を決定し、STEP7で、レーザー出力の調整を行う。 After confirming the measured laser output measurement result in STEP 4, in STEP 5 a recipe No. selected from the work name or solder ball diameter, bump diameter, and bump pitch registered in advance in the recipe storage section 501 is selected. The deviation information with the laser output target value determined by is compared, and in STEP 6, a correction amount is determined from a correction amount table (not shown), and in STEP 7, the laser output is adjusted.

次に、図41から図42に示すデフォーカス量調整操作について説明する。ここでは、先に図37で説明した構成との相違点についてのみ説明し、重複する説明を省略する。図41と図37の主たる相違点は、焦点調整部504が、デフォーカス量調整となる点である。そのため、図37で焦点調整部504であった点が、図41では焦点深度調整部508となっている。焦点深度調整部508では、焦点におけるレーザービームの最小スポット径は変えずに、レーザーユニット205の高さ調整により、図42に示す手順で焦点深度の調整を行うものである。 Next, the defocus amount adjustment operation shown in FIGS. 41 and 42 will be described. Here, only the differences from the configuration previously described with reference to FIG. 37 will be explained, and redundant explanation will be omitted. The main difference between FIG. 41 and FIG. 37 is that the focus adjustment unit 504 adjusts the amount of defocus. Therefore, the focus adjustment section 504 in FIG. 37 becomes the depth of focus adjustment section 508 in FIG. 41. The depth of focus adjustment section 508 adjusts the depth of focus according to the procedure shown in FIG. 42 by adjusting the height of the laser unit 205 without changing the minimum spot diameter of the laser beam at the focal point.

すなわち、図42に示すように、まず、STEP1でアライメントステージ216を退避させ、続くSTEP2で、デフォーカス量目標設定を行う。このデフォーカス量目標値は、予めレシピ記憶部501(図43参照)に登録されたワーク名称若しくはハンダボール径、バンプ径及びバンプピッチから選定されるレシピNo.によって決定される。続く、STEP3でレーザー照射を行い、STEP4で観察カメラ206によりレーザー光LBのレーザースポット径を測定し、STEP5でこの測定結果を確認する。続く、STEP6で目標値との偏差情報比較を行い、STEP7で補正量を決定し、STEP8でデフォーカス量の調整を行う。 That is, as shown in FIG. 42, first, in STEP 1, the alignment stage 216 is retracted, and in the following STEP 2, a defocus amount target is set. This defocus amount target value is determined by a recipe number selected from the work name or solder ball diameter, bump diameter, and bump pitch registered in advance in the recipe storage unit 501 (see FIG. 43). determined by Next, in STEP 3, laser irradiation is performed, and in STEP 4, the laser spot diameter of the laser beam LB is measured by the observation camera 206, and in STEP 5, the measurement result is confirmed. Subsequently, in STEP 6, the deviation information is compared with the target value, the correction amount is determined in STEP 7, and the defocus amount is adjusted in STEP 8.

なお、以上説明した、焦点調整操作、レーザー出力調整操作、デフォーカス量調整操作の頻度・順番は任意に変更可能である。また、これら各種操作をシリーズに全自動化することも可能である。また、特に高価な基板のリペアに使用する際は、これら操作の頻度を高め歩留まりを重視するので、タクトタイムについての優先度を下げる様にすればよい。そして、大量生産する品種の様に比較的安価な基板のリペアに使用する際は、タクトタイムを優先するので、始業時のみ、或は、1週間に1度等、任意に頻度を少なく変更し、生産量を増加する様に設定することが可能である。また、その頻度を記憶・制御する図示しないスケジュール機能を備えることも可能である。
以上の通り本実施例によれば、プラズマレーザーユニット230のレーザー照射、及び、デフォーカス量設定が正しく行なわれているか、或はデフォーカス量、レーザースポット径の調整状態について、機械的・光学的・電気的等のシステムセッティングに問題が生じていないか、また、高価な基板に対するプラズマレーザーリペア動作に対し、万が一のレーザー出力ダウンなどの不具合が無いか、実動作の直前で検証することで、確実にレーザーリペアを行うことが可能となり、微小ハンダボールの検査リペアにおいて信頼性の高いリペア装置の提供に寄与する。
Note that the frequency and order of the focus adjustment operation, laser output adjustment operation, and defocus amount adjustment operation described above can be changed arbitrarily. It is also possible to fully automate these various operations in series. Furthermore, especially when used for repairing expensive substrates, the frequency of these operations is increased and yield is emphasized, so the priority on takt time may be lowered. When using it for repairing relatively inexpensive boards such as mass-produced types, takt time is prioritized, so changes can be made as infrequently as possible, such as only at the start of work or once a week. , it is possible to set it to increase the production amount. It is also possible to provide a schedule function (not shown) that stores and controls the frequency.
As described above, according to this embodiment, whether the laser irradiation of the plasma laser unit 230 and the defocus amount setting are performed correctly, or the adjustment state of the defocus amount and laser spot diameter are mechanically and optically checked.・By verifying immediately before actual operation whether there are any problems with electrical or other system settings, or whether there are any problems such as a drop in laser output during plasma laser repair operations on expensive boards. It becomes possible to perform laser repair reliably, contributing to the provision of a highly reliable repair device in inspecting and repairing minute solder balls.

また、実施例においては、レシピ記憶部501に種々の設定値、目標値を予め記憶し、これらを読み出すことによって装置各部の設定、および動作を規定できるため、基板の変更等により作業者がその度ごとに各種設定等を調整する必要がなく、これにより作業工数を大幅に減少できる。更に、レシピ記憶部501からの任意の1組のレシピを読み出すに当たっては、ハンダボール径、バンプ径及びバンプピッチから任意の1組のレシピが選定されるようにしている。バンプ形成装置、ハンダボールリペア装置の構成に当たっては、これらハンダボール径、バンプ径及びバンプピッチは重要な要素であり、これによりレシピを構成することは、繊細なこの種の装置を構成するに当たっては極めて重要な要素である。なお、ハンダボール径、バンプ径及びバンプピッチに他の要素を加えるようにしても良いが、少なくともこの3要素を使用することは重要である。 In addition, in the embodiment, various set values and target values are stored in advance in the recipe storage unit 501, and by reading these, the settings and operations of each part of the device can be specified, so that the operator can change the settings by changing the board, etc. There is no need to adjust various settings etc. every time, which can significantly reduce the number of work hours. Furthermore, when reading an arbitrary set of recipes from the recipe storage unit 501, an arbitrary set of recipes is selected from the solder ball diameter, bump diameter, and bump pitch. The solder ball diameter, bump diameter, and bump pitch are important elements when configuring a bump forming device and a solder ball repair device, and configuring a recipe based on these is important when configuring this type of delicate device. This is an extremely important element. Although other elements may be added to the solder ball diameter, bump diameter, and bump pitch, it is important to use at least these three elements.

以上のように、本実施例により、バンプ形成装置、バンプ形成方法、ハンダボールリペア装置、ハンダボールリペア方法を好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施例によって限定的に解釈されるものではない。すなわち、本発明はその趣旨、主要な特徴から逸脱しない範囲において、種々の変更及び様々な形態での実施が可能である。 As described above, the bump forming apparatus, the bump forming method, the solder ball repair apparatus, and the solder ball repair method have been described based on the preferred embodiments according to the present embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment. It is not to be interpreted. That is, the present invention can be modified in various ways and implemented in various forms without departing from its spirit and main features.

1…印刷装置、2…印刷ヘッド、3…スキージ、4…モータ、10…印刷テーブル、15…カメラ、20、20b…スクリーン、20d…開口部、21…基板、22…電極パッド、23…フラックス、24…ハンダボール、60…ハンダボール供給ヘッド、79…ラインセンサ、79a…検査ユニット(カメラ&照明)、80…門型フレーム、81…搬入コンベア(搬入部)、82…検査部コンベア、83…廃棄ボックス、84…ハンダボール収納部(ハンダボール供給部、85…フラックス供給部、85a…第1のフラックス供給部(高粘度フラックス供給部(トレイA))、85b…第2のフラックス供給部(低粘度フラックス供給部(トレイB))、86…真空吸着ノズル、87…修復用ディスペンサ、87a…修復用ディスペンサ&フラックス転写ピンユニット&真空吸着ノズルA、87b…修復用ディスペンサ&フラックス転写ピンユニット&真空吸着ノズルB、87c…修復用ディスペンサ&フラックス転写ピンユニット&真空吸着ノズルC、88…搬出コンベア(搬出部)、90…吸着ノズル、91…心棒、91a…上端部、91b…下端部、92…貫通穴、92a…開口端部、93…支持部材、94…ノズル支持枠、95…モータ、96…駆動部、97…リニアレール、98…先端部、99…基端部、120…電極パッド、121…フラックス、130…スイーパ、131…スキージ、200…プラズマレーザーリペアヘッド部、201…モータ、202…アクチュエータ、203…ヘッドフレーム、204…基板高さ変位計、205…レーザーユニット、206…観察カメラ、207…レーザー導光口、208…コリメートレンズ、209…集光レンズ、210…スポットヒータ、211…プラズマアンテナ、212…プラズマキャピラリ、213…プラズマ電極、214…プラズマノズル、215…基板、216…アラインメントステージ(検査ステージ(XYθステージ))、217…アラインメントカメラ、218…ステージ移動軸、219…ユニット固定板、220…プラズマユニット(プラズマ発生装置)、230…プラズマレーザーユニット(レーザーリペアユニット(プラズマ&レーザー))、240…架台、300…プラズマレーザーヘッド部、305…レーザーユニット、306…プラズマユニット、309…ハーフミラー、313…プラズマ電極、314…電極電源、315…ガス供給部、316…蓋体、317…ガス導入部、318…プラズマ発生領域、320…部材、石英ガラス板、321…Oリング、322…石英ガラス板、323…Oリング、324…蓋体、330…部材、331…ガス案内路、332…ガス供給口、381…予熱部、388…冷却部、401…第1のフラックスピン転写ユニット(フラックス転写ピンユニットA)、402…第2のフラックスピン転写ユニット(フラックス転写ピンユニットB)、411…フラックスピン、412…先端部、413…基端部、414…ピン支持枠、415…駆動部、421…フラックスピン、422…先端部、423…基端部、424…ピン支持枠、425…駆動部、430…洗浄ユニット、450…複合保持部、501…レシピ記憶部、502…レーザー制御部、503…レーザー照射駆動部、504…焦点調整部、505…スポット径確認部、506…レーザー出力測定位置調整部、507…レーザー出力測定部、508…焦点深度調整部(ヘッド高さ調整)、509…スポット径確認部、LB…レーザー光、LS…レーザースポット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Printing device, 2... Printing head, 3... Squeegee, 4... Motor, 10... Printing table, 15... Camera, 20, 20b... Screen, 20d... Opening, 21... Substrate, 22... Electrode pad, 23... Flux , 24...Solder ball, 60...Solder ball supply head, 79...Line sensor, 79a...Inspection unit (camera & lighting), 80...Gate frame, 81...Carry-in conveyor (carry-in section), 82...Inspection section conveyor, 83... ...Disposal box, 84...Solder ball storage section (solder ball supply section, 85...Flux supply section, 85a...First flux supply section (high viscosity flux supply section (tray A)), 85b...Second flux supply section (Low viscosity flux supply unit (tray B)), 86...Vacuum suction nozzle, 87...Repair dispenser, 87a...Repair dispenser & flux transfer pin unit & vacuum suction nozzle A, 87b...Repair dispenser & flux transfer pin unit & Vacuum suction nozzle B, 87c... Repair dispenser & flux transfer pin unit & Vacuum suction nozzle C, 88... Carrying out conveyor (carrying out part), 90... Suction nozzle, 91... Mandrel, 91a... Upper end, 91b... Lower end, 92... Through hole, 92a... Open end, 93... Support member, 94... Nozzle support frame, 95... Motor, 96... Drive section, 97... Linear rail, 98... Tip, 99... Base end, 120... Electrode Pad, 121...Flux, 130...Sweeper, 131...Squeegee, 200...Plasma laser repair head section, 201...Motor, 202...Actuator, 203...Head frame, 204...Substrate height displacement meter, 205...Laser unit, 206... Observation camera, 207... Laser light guide port, 208... Collimating lens, 209... Condensing lens, 210... Spot heater, 211... Plasma antenna, 212... Plasma capillary, 213... Plasma electrode, 214... Plasma nozzle, 215... Substrate, 216... Alignment stage (inspection stage (XYθ stage)), 217... Alignment camera, 218... Stage movement axis, 219... Unit fixing plate, 220... Plasma unit (plasma generator), 230... Plasma laser unit (laser repair unit ( plasma & laser)), 240... mount, 300... plasma laser head section, 305... laser unit, 306... plasma unit, 309... half mirror, 313... plasma electrode, 314... electrode power supply, 315... gas supply section, 316... Lid body, 317... Gas introduction part, 318... Plasma generation region, 320... Member, quartz glass plate, 321... O ring, 322... Quartz glass plate, 323... O ring, 324... Lid body, 330... Member, 331... Gas guide path, 332... Gas supply port, 381... Preheating section, 388... Cooling section, 401... First flux pin transfer unit (flux transfer pin unit A), 402... Second flux pin transfer unit (flux transfer pin Unit B), 411... Flux pin, 412... Tip part, 413... Base end part, 414... Pin support frame, 415... Drive part, 421... Flux pin, 422... Tip part, 423... Base end part, 424... Pin Support frame, 425... Drive section, 430... Cleaning unit, 450... Composite holding section, 501... Recipe storage section, 502... Laser control section, 503... Laser irradiation drive section, 504... Focus adjustment section, 505... Spot diameter confirmation section , 506...Laser output measurement position adjustment section, 507...Laser output measurement section, 508...Focal depth adjustment section (head height adjustment), 509...Spot diameter confirmation section, LB...Laser light, LS...Laser spot

Claims (9)

基板上に形成された電極パッドにハンダボールを搭載し、前記ハンダボールを溶融して前記電極パッドの上にバンプを形成するバンプ形成装置において、
前記電極パッドにプラズマを照射し、前記電極パッドの酸化膜を除去するプラズマ照射手段と、
前記プラズマ照射手段によって酸化膜を除去した前記電極パッドに第1のフラックスを塗布する第1のフラックス塗布手段と、
前記第1のフラックス塗布手段によりフラックスを塗布した前記電極パッドにハンダボールを搭載するハンダボール搭載手段と、
前記ハンダボール搭載手段により搭載したハンダボールに、第2のフラックスを塗布する第2のフラックス塗布手段と、
前記第2のフラックス塗布手段によりフラックスを塗布した前記ハンダボールを溶融するハンダボール溶融手段と、を備えることを特徴とするバンプ形成装置。
A bump forming apparatus that mounts a solder ball on an electrode pad formed on a substrate and melts the solder ball to form a bump on the electrode pad,
plasma irradiation means for irradiating the electrode pad with plasma to remove an oxide film on the electrode pad;
a first flux application means for applying a first flux to the electrode pad from which the oxide film has been removed by the plasma irradiation means;
solder ball mounting means for mounting a solder ball on the electrode pad coated with flux by the first flux coating means;
a second flux application means for applying a second flux to the solder balls mounted by the solder ball mounting means;
A bump forming apparatus comprising: solder ball melting means for melting the solder balls coated with flux by the second flux applying means.
基板上に形成された電極パッドにハンダボールを搭載し、前記ハンダボールを溶融して前記電極パッドの上にバンプを形成するバンプ形成方法において、
前記基板上に形成された前記電極パッドにプラズマを照射して、前記電極パッドの酸化膜を除去し、
酸化膜を除去した前記電極パッドに第1のフラックスを塗布し、
ハンダボールを吸着した修復用ディスペンサにより前記ハンダボールを前記第1のフラックスを塗布した前記電極パッドに搭載し、
前記電極パッドに搭載した前記ハンダボールに上方から第2のフラックスを塗布し、
その後、前記第2のフラックスを塗布した前記ハンダボールを溶融して前記電極パッドの上にバンプを形成することを特徴とするバンプ形成方法。
In a bump forming method, a solder ball is mounted on an electrode pad formed on a substrate, and a bump is formed on the electrode pad by melting the solder ball.
irradiating the electrode pad formed on the substrate with plasma to remove an oxide film on the electrode pad;
applying a first flux to the electrode pad from which the oxide film has been removed;
mounting the solder ball on the electrode pad coated with the first flux using a repair dispenser that adsorbs the solder ball;
applying a second flux from above to the solder ball mounted on the electrode pad;
A bump forming method characterized in that the solder ball coated with the second flux is then melted to form a bump on the electrode pad.
基板の電極パッド上に形成されたハンダバンプの状態を検査し、欠陥が検出された電極パッドにハンダボールを供給して溶融するハンダボールリペア装置において、
前記電極パッドにプラズマを照射し、当該電極パッドの酸化膜を除去するプラズマ照射手段と、
前記プラズマ照射手段によって酸化膜を除去した前記電極パッドに第1のフラックスを塗布する第1のフラックス塗布手段と、
前記第1のフラックス塗布手段によりフラックスを塗布した前記電極パッドにハンダボールを搭載するハンダボール搭載手段と、
前記ハンダボール搭載手段により搭載したハンダボールに、第2のフラックスを塗布する第2のフラックス塗布手段と、
前記第2のフラックス塗布手段によりフラックスを塗布した前記ハンダボールを溶融するハンダボール溶融手段と、を備えることを特徴とするハンダボールリペア装置。
In a solder ball repair device that inspects the condition of solder bumps formed on electrode pads of a substrate, and supplies and melts solder balls to electrode pads where defects are detected,
plasma irradiation means for irradiating the electrode pad with plasma to remove an oxide film on the electrode pad;
a first flux application means for applying a first flux to the electrode pad from which the oxide film has been removed by the plasma irradiation means;
solder ball mounting means for mounting a solder ball on the electrode pad coated with flux by the first flux coating means;
a second flux application means for applying a second flux to the solder balls mounted by the solder ball mounting means;
A solder ball repair device comprising: solder ball melting means for melting the solder ball to which flux has been applied by the second flux application means.
基板の電極パッド上に形成されたハンダバンプの状態を検査し、欠陥が検出された電極パッドにハンダボールを供給して溶融するハンダボールリペア方法において、
前記基板の上に形成された前記電極パッドにプラズマを照射して、前記電極パッドの酸化膜を除去し、
酸化膜を除去した前記電極パッドに第1のフラックスを塗布し、
ハンダボールを吸着した修復用ディスペンサにより前記ハンダボールを前記第1のフラックスを塗布した前記電極パッドに搭載し、
前記電極パッドに搭載した前記ハンダボールに上方から第2のフラックスを塗布し、
その後、前記第2のフラックスを塗布した前記ハンダボールを溶融して前記電極パッド上にバンプを形成することを特徴とするハンダボールリペア方法。
In a solder ball repair method, the condition of solder bumps formed on electrode pads of a substrate is inspected, and a solder ball is supplied to and melted on an electrode pad where a defect is detected.
irradiating the electrode pad formed on the substrate with plasma to remove an oxide film on the electrode pad;
applying a first flux to the electrode pad from which the oxide film has been removed;
mounting the solder ball on the electrode pad coated with the first flux using a repair dispenser that adsorbs the solder ball;
applying a second flux from above to the solder ball mounted on the electrode pad;
Thereafter, the solder ball coated with the second flux is melted to form a bump on the electrode pad.
一端がレーザー光を透過する光透過部材で封緘され、側方にプラズマを生成するガスを供給するガス供給口を有し、前記ガス供給口から供給された前記ガスを基板に搭載されたハンダボールに照射するよう導く直線状に形成したガス案内路と、
前記ガス案内路から前記ハンダボールに至る前記ガスの流通経路の一部を包囲し、前記ガスに高圧・高周波電源を印加して当該ガスをプラズマ化するプラズマ生成手段と、
生成したレーザー光を、前記光透過部材を透過し、前記ガスの流通経路及びプラズマ生成領域の中央部を通して前記ハンダボールに照射するレーザー発生手段と、を備え、
前記プラズマで前記ハンダボールの酸化膜を除去すると共に、前記レーザー光で前記ハンダボールを溶融してバンプを形成するバンプ形成装置。
A solder ball mounted on a substrate whose one end is sealed with a light-transmitting member that transmits laser light, has a gas supply port on the side for supplying a gas that generates plasma, and which supplies the gas supplied from the gas supply port to the solder ball mounted on the substrate. a gas guide path formed in a straight line to guide the irradiation to the
plasma generating means that surrounds a part of the gas distribution path from the gas guide path to the solder ball and applies a high-pressure, high-frequency power source to the gas to turn the gas into plasma;
comprising a laser generating means for transmitting the generated laser light through the light transmitting member and irradiating the solder ball through the gas flow path and the central part of the plasma generation region;
A bump forming apparatus that removes an oxide film on the solder ball with the plasma and melts the solder ball with the laser beam to form a bump.
基板上に形成された電極パッド上に、ハンダボールを供給し、前記ハンダボールを溶融してバンプを形成するバンプ形成装置において、
電極パッドに供給された特定のハンダボールにプラズマを照射し、前記ハンダボールの酸化膜を除去するプラズマユニットと、前記特定のハンダボールにレーザーを照射し、前記ハンダボールを溶融するレーザーユニットとを、前記各ユニットの照射方向が前記特定のハンダボールを照射するよう固定したユニット固定部材と、
前記ユニット固定部材を前記各ユニットの照射方向が前記特定のハンダボールを照射するよう位置決め駆動する駆動手段と、を備えることを特徴とするバンプ形成装置。
A bump forming apparatus that supplies solder balls onto electrode pads formed on a substrate and melts the solder balls to form bumps,
A plasma unit that irradiates plasma onto a specific solder ball supplied to an electrode pad to remove an oxide film on the solder ball, and a laser unit that irradiates a laser onto the specific solder ball to melt the solder ball. , a unit fixing member fixed such that the irradiation direction of each unit irradiates the specific solder ball;
A bump forming apparatus comprising: a drive means for positioning and driving the unit fixing member so that the irradiation direction of each unit irradiates the specific solder ball.
基板上に形成された電極パッド上に供給されたハンダボールにレーザーを照射し、前記ハンダボールを溶融し、前記電極パッドにハンダバンプを形成するハンダボールリペア装置において、
前記レーザーの照射径が前記ハンダボール直径の略2.4倍から略3.1倍となる様にデフォーカス量を調整する焦点深度調整手段(焦点調整機構)を備えることを特徴とする、ハンダボールリペア装置。
A solder ball repair device that irradiates a solder ball supplied onto an electrode pad formed on a substrate with a laser to melt the solder ball and form a solder bump on the electrode pad,
A solder, characterized by comprising a depth of focus adjustment means (focus adjustment mechanism) that adjusts a defocus amount so that the irradiation diameter of the laser is approximately 2.4 times to approximately 3.1 times the diameter of the solder ball. Ball repair equipment.
請求項7に記載のハンダボールリペア装置において、
前記基板上に形成された電極パッド上に供給された前記ハンダボールにプラズマを照射し、前記ハンダボールの酸化膜を除去するプラズマ発生装置を備え、
レーザーの照射よりもプラズマの照射を時間的に先立って行い、互いに照射している時間をオーバラップさせ、前記プラズマ発生装置により前記ハンダボールに前記プラズマを照射して、前記ハンダボールの酸化膜を除去すると共に、前記レーザー発生装置により前記ハンダボールに前記レーザーを照射して、前記ハンダボールを溶融し、前記電極パッドにハンダバンプを形成することを特徴とするハンダボールリペア装置。
The solder ball repair device according to claim 7,
comprising a plasma generating device that irradiates plasma onto the solder balls supplied onto the electrode pads formed on the substrate and removes the oxide film of the solder balls;
Plasma irradiation is performed temporally prior to laser irradiation, the irradiation times overlap with each other, and the plasma is irradiated onto the solder ball by the plasma generator to remove the oxide film of the solder ball. A solder ball repair device characterized in that, at the same time as removing the solder ball, the solder ball is irradiated with the laser by the laser generator to melt the solder ball and form a solder bump on the electrode pad.
請求項7に記載のハンダボールリペア装置において、
前記レーザーの出力値、及び、焦点径を測定・検査するレーザー出力測定手段と、予めレーザー出力目標値、レーザー焦点目標径及び対象ワークの条件を記憶するレシピ記憶手段と、前記レシピ記憶手段から対象ワークの条件に対応した制御量情報を用い、レーザー出力、焦点及びデフォーカス量の補正を行うレーザー制御手段とを備えることを特徴とすハンダボールリペア装置。
The solder ball repair device according to claim 7,
A laser output measuring means for measuring and inspecting the output value and focal diameter of the laser, a recipe storage means for storing in advance a laser output target value, a laser focus target diameter, and conditions of the target workpiece, and a target workpiece from the recipe storage means. A solder ball repair device comprising a laser control means for correcting laser output, focus, and defocus amount using control amount information corresponding to workpiece conditions.
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