JP2901594B1 - 金属球配列方法及び配列装置 - Google Patents
金属球配列方法及び配列装置Info
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Abstract
【要約】
【課題】 金属球を金属球配列対象に配列するための方
法及び装置に関し、簡易な方法で確実に金属球吸着異常
の検出を可能にする検出手段を有する金属球配列方法及
び装置を提供する。 【解決手段】 金属球吸着孔を配置した金属球配列治具
の該金属球吸着孔に金属球を吸着し、次いで該吸着した
金属球群を配列対象に転写して金属球を配列対象に一括
搭載する金属球配列方法において、前記金属球配列治具
の金属球吸着孔のすべてに金属球を吸着したことを該金
属球吸着治具の金属球吸着孔裏側の真空排気経路の空気
の流速を検出することにより判定することを特徴とする
金属球配列方法である。空気の流速検出手段として熱線
風速計が好適である。
法及び装置に関し、簡易な方法で確実に金属球吸着異常
の検出を可能にする検出手段を有する金属球配列方法及
び装置を提供する。 【解決手段】 金属球吸着孔を配置した金属球配列治具
の該金属球吸着孔に金属球を吸着し、次いで該吸着した
金属球群を配列対象に転写して金属球を配列対象に一括
搭載する金属球配列方法において、前記金属球配列治具
の金属球吸着孔のすべてに金属球を吸着したことを該金
属球吸着治具の金属球吸着孔裏側の真空排気経路の空気
の流速を検出することにより判定することを特徴とする
金属球配列方法である。空気の流速検出手段として熱線
風速計が好適である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属球を金属球配
列対象に配列するための方法及び装置に関し、特に半導
体チップ上の電極、半導体実装基板上の電極あるいは半
導体素子電極にボールバンプとしての微細金属球を配列
するための方法及び装置に関する。
列対象に配列するための方法及び装置に関し、特に半導
体チップ上の電極、半導体実装基板上の電極あるいは半
導体素子電極にボールバンプとしての微細金属球を配列
するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属球を対象物に一括して配列し固定す
るための手段として、対象物に金属球を配列する位置に
対応した位置に金属球吸着孔を配置した金属球配列治具
を用意し、金属球吸着孔に金属球を吸着し一括して対象
物に金属球を転写する技術が知られている。特に、半導
体チップの電極と外部回路との接合媒体となるバンプ、
あるいはボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のバンプとし
て、微細金属球を半導体基板や半導体チップ等に転写し
てバンプを形成する技術が重要になってきている。半導
体チップ等の電極と対応する位置に金属球吸着孔を有す
る金属球配列治具を用意し、バンプを形成すべき微細金
属球を予め該吸着孔に吸着し、該金属球配列治具を転写
台まで搬送して転写台上の半導体チップ等の電極の金属
球接合位置に金属球を転写するもである。
るための手段として、対象物に金属球を配列する位置に
対応した位置に金属球吸着孔を配置した金属球配列治具
を用意し、金属球吸着孔に金属球を吸着し一括して対象
物に金属球を転写する技術が知られている。特に、半導
体チップの電極と外部回路との接合媒体となるバンプ、
あるいはボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のバンプとし
て、微細金属球を半導体基板や半導体チップ等に転写し
てバンプを形成する技術が重要になってきている。半導
体チップ等の電極と対応する位置に金属球吸着孔を有す
る金属球配列治具を用意し、バンプを形成すべき微細金
属球を予め該吸着孔に吸着し、該金属球配列治具を転写
台まで搬送して転写台上の半導体チップ等の電極の金属
球接合位置に金属球を転写するもである。
【０００３】前記の公知の技術では、大きさの揃った微
細金属球を容器の中に多数準備し、金属球配列治具の金
属球を吸着する面を該容器内の微細金属球に向けて容器
に近づけ、該金属球吸着孔の背面を減圧して空気を吸引
することにより金属球吸着孔に微細金属球を吸着させ
る。吸着に際して金属球容器に振動を与え、あるいは金
属球容器の底面を通してエアブローを行うことによって
金属球を容器内で跳躍させることにより、より容易に吸
着を行うことができる。
細金属球を容器の中に多数準備し、金属球配列治具の金
属球を吸着する面を該容器内の微細金属球に向けて容器
に近づけ、該金属球吸着孔の背面を減圧して空気を吸引
することにより金属球吸着孔に微細金属球を吸着させ
る。吸着に際して金属球容器に振動を与え、あるいは金
属球容器の底面を通してエアブローを行うことによって
金属球を容器内で跳躍させることにより、より容易に吸
着を行うことができる。
【０００４】金属球配列治具のすべての金属球吸着孔に
１個づつの金属球が吸着することにより、配列対象への
正常な転写が可能になる。金属球を吸着していない吸着
孔が存在するまま配列対象への転写を行うと、該配列対
象である半導体チップ等が金属球不足のため不良品とな
り使用不能となる。従って、金属球配列治具の金属球吸
着孔に金属球を吸着した後、通常は金属球配列対象への
転写の前に金属球吸着異常発見のための検査を行う。検
査は一般的に光学的な検出手段を用いて行われる。例え
ば、金属球配列治具の正面からＩＴＶを用いて観察する
方法、あるいは特開平８−１５３９６０号公報に示され
るように金属球吸着孔を通過する光線の有無を検出する
方法が一般的である。検査で金属球吸着異常を発見した
場合は、配列対象への金属球の転写を行わずに、再度金
属球配列治具への吸着をやり直すことにより、配列対象
である半導体チップ等を使用不能とする事態を防止する
ことができる。
１個づつの金属球が吸着することにより、配列対象への
正常な転写が可能になる。金属球を吸着していない吸着
孔が存在するまま配列対象への転写を行うと、該配列対
象である半導体チップ等が金属球不足のため不良品とな
り使用不能となる。従って、金属球配列治具の金属球吸
着孔に金属球を吸着した後、通常は金属球配列対象への
転写の前に金属球吸着異常発見のための検査を行う。検
査は一般的に光学的な検出手段を用いて行われる。例え
ば、金属球配列治具の正面からＩＴＶを用いて観察する
方法、あるいは特開平８−１５３９６０号公報に示され
るように金属球吸着孔を通過する光線の有無を検出する
方法が一般的である。検査で金属球吸着異常を発見した
場合は、配列対象への金属球の転写を行わずに、再度金
属球配列治具への吸着をやり直すことにより、配列対象
である半導体チップ等を使用不能とする事態を防止する
ことができる。
【０００５】最近の半導体素子の高集積化に伴い、半導
体１個の電極の数も増大している。電極数１００〜３０
０個が一般的になり、更に最近は５００〜１０００個の
電極を備える半導体素子も出現している。その結果、半
導体１個当たりの面積が増大する傾向にあり、また金属
球の大きさが小さくなるとともに、金属球の配列間隔が
狭くなる傾向も生じている。更に、金属球をバンプとし
て転写する上記技術においては、半導体１個の電極の数
と同等の数の金属球を一括して転写するのみならず、複
数チップに一括して金属球を搭載することにより、生産
性を向上させることが行われはじめた。
体１個の電極の数も増大している。電極数１００〜３０
０個が一般的になり、更に最近は５００〜１０００個の
電極を備える半導体素子も出現している。その結果、半
導体１個当たりの面積が増大する傾向にあり、また金属
球の大きさが小さくなるとともに、金属球の配列間隔が
狭くなる傾向も生じている。更に、金属球をバンプとし
て転写する上記技術においては、半導体１個の電極の数
と同等の数の金属球を一括して転写するのみならず、複
数チップに一括して金属球を搭載することにより、生産
性を向上させることが行われはじめた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】金属球吸着異常発見の
ための検査をＩＴＶを用いた方法によって行う場合、撮
像装置で吸着状況を撮像し、とらえた画像を画像処理装
置によって処理し、更に処理した画像から金属球吸着異
常の有無を判定する検出手段をすべて備える必要があ
る。撮像装置の解像度の範囲で１個１個の金属球の有無
を撮像する必要があるため、一括搭載する面積が大面積
化し、金属球の大きさが小さくなり、金属球配列間隔が
狭くなる傾向のもと、一括配列する面積を１回で撮像し
て検査することができない場合が生じる。このような場
合、検査時間が著しく増大する結果、金属球配列のタク
トタイムが長くなり、生産性を阻害する原因となる場合
があった。また、撮像装置、画像処理装置、判定検出手
段をすべて有する必要があり、検査設備費用の増大を招
くという問題もあった。また、金属球の配列位置及び金
属球数は配列対象の種類毎に基本的にすべて異なるが、
それぞれについて吸着異常判定検出手段を別々に構築す
る必要があった。
ための検査をＩＴＶを用いた方法によって行う場合、撮
像装置で吸着状況を撮像し、とらえた画像を画像処理装
置によって処理し、更に処理した画像から金属球吸着異
常の有無を判定する検出手段をすべて備える必要があ
る。撮像装置の解像度の範囲で１個１個の金属球の有無
を撮像する必要があるため、一括搭載する面積が大面積
化し、金属球の大きさが小さくなり、金属球配列間隔が
狭くなる傾向のもと、一括配列する面積を１回で撮像し
て検査することができない場合が生じる。このような場
合、検査時間が著しく増大する結果、金属球配列のタク
トタイムが長くなり、生産性を阻害する原因となる場合
があった。また、撮像装置、画像処理装置、判定検出手
段をすべて有する必要があり、検査設備費用の増大を招
くという問題もあった。また、金属球の配列位置及び金
属球数は配列対象の種類毎に基本的にすべて異なるが、
それぞれについて吸着異常判定検出手段を別々に構築す
る必要があった。
【０００７】金属球吸着孔を通過する光線の有無を検出
する方法においては、吸着する金属球の数に等しい数の
通過光線経路からの光を１個所に集めて漏洩光を検出す
る必要があり、金属球配列治具内部構造が複雑かつ大型
になり、装置の動作速度の低下、製造コストの増大を招
くという問題があった。
する方法においては、吸着する金属球の数に等しい数の
通過光線経路からの光を１個所に集めて漏洩光を検出す
る必要があり、金属球配列治具内部構造が複雑かつ大型
になり、装置の動作速度の低下、製造コストの増大を招
くという問題があった。
【０００８】本発明は、上記問題を解決し、簡易な方法
で確実に金属球吸着異常の検出を可能にする検出手段を
有する金属球配列方法及び装置を提供することを目的と
する。
で確実に金属球吸着異常の検出を可能にする検出手段を
有する金属球配列方法及び装置を提供することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは、 （１）金属球吸着孔を配置した金属球配列治具の該金属
球吸着孔に金属球を吸着し、次いで該吸着した金属球群
を配列対象に転写して金属球を配列対象に一括搭載する
金属球配列方法において、前記金属球配列治具の金属球
吸着孔のすべてに金属球を吸着したことを該金属球吸着
治具の金属球吸着孔裏側の真空排気経路の空気の流速を
検出することにより判定することを特徴とする金属球配
列方法。
るところは、 （１）金属球吸着孔を配置した金属球配列治具の該金属
球吸着孔に金属球を吸着し、次いで該吸着した金属球群
を配列対象に転写して金属球を配列対象に一括搭載する
金属球配列方法において、前記金属球配列治具の金属球
吸着孔のすべてに金属球を吸着したことを該金属球吸着
治具の金属球吸着孔裏側の真空排気経路の空気の流速を
検出することにより判定することを特徴とする金属球配
列方法。
【００１０】（２）熱線風速計を用いて空気の流速を検
出することを特徴とする上記（１）に記載の金属球配列
方法。 （３）金属球吸着孔を配置した金属球配列治具の該金属
球吸着孔に金属球を吸着し、次いで該吸着した金属球群
を配列対象に転写して金属球を配列対象に一括搭載する
ための金属球配列装置であって、表面に金属球吸着孔を
有し該金属球吸着孔裏側に真空排気経路を有する金属球
配列治具と、該真空排気経路の空気の流速を検出する手
段と、前記金属球配列治具の金属球吸着孔に吸着した金
属球を金属球配列対象に転写するために金属球配列対象
を載せる転写台とを有することを特徴とする金属球配列
装置。 （４）空気の流速を検出する手段が熱線風速計であるこ
とをを特徴とする上記（３）に記載の金属球配列装置。
である。
出することを特徴とする上記（１）に記載の金属球配列
方法。 （３）金属球吸着孔を配置した金属球配列治具の該金属
球吸着孔に金属球を吸着し、次いで該吸着した金属球群
を配列対象に転写して金属球を配列対象に一括搭載する
ための金属球配列装置であって、表面に金属球吸着孔を
有し該金属球吸着孔裏側に真空排気経路を有する金属球
配列治具と、該真空排気経路の空気の流速を検出する手
段と、前記金属球配列治具の金属球吸着孔に吸着した金
属球を金属球配列対象に転写するために金属球配列対象
を載せる転写台とを有することを特徴とする金属球配列
装置。 （４）空気の流速を検出する手段が熱線風速計であるこ
とをを特徴とする上記（３）に記載の金属球配列装置。
である。
【００１１】本発明の金属球配列治具においては、金属
球吸着孔は平板に設けられた貫通孔であり、該貫通孔を
有する平板の裏面を密閉室とし、該密閉室に設けた真空
排気経路を経由して真空排気することにより金属球を金
属球吸着孔に吸着する。すべての金属球吸着孔に正常に
金属球を吸着した場合、前記密閉室への空気の流入がす
べて遮断されるので、前記真空排気経路の空気の流速は
極少になる。それに対し、金属球が付着していない金属
球吸着孔がひとつでも存在すると、その金属球吸着孔を
通して密閉室内に空気が流入するため、正常に吸着が行
われた場合に比較して真空排気経路を流れる空気の流速
が増大する。本発明は、この現象に着目し利用して金属
球吸着異常の検出を可能にしたところにその特徴があ
る。即ち、金属球配列治具の金属球吸着孔のすべてに金
属球を吸着したことを該金属球吸着治具の金属球吸着孔
裏側の真空排気経路の空気の流速を検出することにより
判定する。
球吸着孔は平板に設けられた貫通孔であり、該貫通孔を
有する平板の裏面を密閉室とし、該密閉室に設けた真空
排気経路を経由して真空排気することにより金属球を金
属球吸着孔に吸着する。すべての金属球吸着孔に正常に
金属球を吸着した場合、前記密閉室への空気の流入がす
べて遮断されるので、前記真空排気経路の空気の流速は
極少になる。それに対し、金属球が付着していない金属
球吸着孔がひとつでも存在すると、その金属球吸着孔を
通して密閉室内に空気が流入するため、正常に吸着が行
われた場合に比較して真空排気経路を流れる空気の流速
が増大する。本発明は、この現象に着目し利用して金属
球吸着異常の検出を可能にしたところにその特徴があ
る。即ち、金属球配列治具の金属球吸着孔のすべてに金
属球を吸着したことを該金属球吸着治具の金属球吸着孔
裏側の真空排気経路の空気の流速を検出することにより
判定する。
【００１２】金属球吸着異常の有無いずれの場合も、真
空排気経路の空気の流速は極めて低い値であるが、熱線
風速計を用いて空気の流速を検出することにより、低速
の空気の流速を高精度で測定することが可能であり、金
属球吸着異常の有無を安定して判定することができる。
空排気経路の空気の流速は極めて低い値であるが、熱線
風速計を用いて空気の流速を検出することにより、低速
の空気の流速を高精度で測定することが可能であり、金
属球吸着異常の有無を安定して判定することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、半導体チップの電極と
外部回路との接合媒体となるバンプ、あるいはボールグ
リッドアレイ（ＢＧＡ）のバンプとして、微細金属球を
半導体基板や半導体チップ等に転写してバンプを形成す
る方法及び装置として特に有用である。この場合、配列
対象２は微細金属球を転写する半導体基板や半導体チッ
プであり、金属球４はバンプとしての金ボールや半田ボ
ールである。
外部回路との接合媒体となるバンプ、あるいはボールグ
リッドアレイ（ＢＧＡ）のバンプとして、微細金属球を
半導体基板や半導体チップ等に転写してバンプを形成す
る方法及び装置として特に有用である。この場合、配列
対象２は微細金属球を転写する半導体基板や半導体チッ
プであり、金属球４はバンプとしての金ボールや半田ボ
ールである。
【００１４】図１に示すように、金属球配列治具１にお
いては、金属球吸着孔６は平板１０に設けられた貫通孔
であり、該貫通孔を有する平板１０の裏面を密閉室１１
とし、該密閉室に設けた真空排気経路９を経由して真空
排気することにより金属球４を金属球吸着孔６に吸着す
る。
いては、金属球吸着孔６は平板１０に設けられた貫通孔
であり、該貫通孔を有する平板１０の裏面を密閉室１１
とし、該密閉室に設けた真空排気経路９を経由して真空
排気することにより金属球４を金属球吸着孔６に吸着す
る。
【００１５】前記密閉室１１から真空排気を行うための
真空排気経路９は、その経路内の空気の流速を測定して
金属球の吸着異常を検出するため、吸着異常を検出する
上で経路内の流速が適切となるような断面積を採用す
る。半導体チップ等に微細金属球を配列するための装置
においては、真空排気経路９の内径を８ｍｍφ程度とす
ることが適正である。
真空排気経路９は、その経路内の空気の流速を測定して
金属球の吸着異常を検出するため、吸着異常を検出する
上で経路内の流速が適切となるような断面積を採用す
る。半導体チップ等に微細金属球を配列するための装置
においては、真空排気経路９の内径を８ｍｍφ程度とす
ることが適正である。
【００１６】真空排気経路内に空気の流速を測定するた
めの検出手段を配置する。経路内の空気の流れに有害な
外乱を与えずに極めて低い流速を測定する上では、熱線
風速計８が最も適切である。熱線風速計以外では、トラ
ンジスタ式微風速計等を採用することが可能である。真
空発生手段を用いて真空排気経路９を経由して金属球配
列治具１の平板１０の背面を真空吸引したときに、すべ
ての金属球吸引孔６に正常に金属球４が吸引された場合
と、１個以上の金属球吸引孔６に金属球４が吸引されな
かった場合の真空吸引経路内の空気の流速を予め測定し
ておき、この流速の値に基づいて金属球吸引異常を判定
する限界流速を定める。金属球吸引後の空気の流速がこ
の限界流速以上であれば吸引異常が発生していると判断
し、金属球の吸引を再度やり直すことになる。
めの検出手段を配置する。経路内の空気の流れに有害な
外乱を与えずに極めて低い流速を測定する上では、熱線
風速計８が最も適切である。熱線風速計以外では、トラ
ンジスタ式微風速計等を採用することが可能である。真
空発生手段を用いて真空排気経路９を経由して金属球配
列治具１の平板１０の背面を真空吸引したときに、すべ
ての金属球吸引孔６に正常に金属球４が吸引された場合
と、１個以上の金属球吸引孔６に金属球４が吸引されな
かった場合の真空吸引経路内の空気の流速を予め測定し
ておき、この流速の値に基づいて金属球吸引異常を判定
する限界流速を定める。金属球吸引後の空気の流速がこ
の限界流速以上であれば吸引異常が発生していると判断
し、金属球の吸引を再度やり直すことになる。
【００１７】金属球配列治具１に配列すべき金属球の供
給方法としては、図３に示すように、大きさの揃った微
細金属球４をトレー１２の中に多数準備し、金属球配列
治具１の金属球を吸着する面を該容器内の微細金属球に
向けて容器に近づけ、該金属球吸着孔６の背面を減圧し
て空気を吸引することにより金属球吸着孔に微細金属球
４を吸着させる従来からの方法を採用することができ
る。吸着に際して金属球容器に振動を与え、あるいは金
属球容器の底面を通してエアブローを行うことによって
金属球を容器内で跳躍させることにより、より容易に吸
着を行うことができる。図３に示す方法を採用する場
合、金属球吸着異常としては、本発明の異常検出方法で
検出できる金属球が不足する異常のみならず、１個の金
属球吸着孔に２個の金属球が吸着する異常（いわゆるダ
ブルボール）、金属球吸着孔以外の部分に余剰金属球が
吸着する異常も発生するが、本発明の検出方法ではダブ
ルボールや余剰金属球吸着異常を検出することはできな
い。従って、本発明の検出手段に加え、ダブルボールや
余剰金属球吸着異常を検出するための公知の手段をも付
加する必要がある。
給方法としては、図３に示すように、大きさの揃った微
細金属球４をトレー１２の中に多数準備し、金属球配列
治具１の金属球を吸着する面を該容器内の微細金属球に
向けて容器に近づけ、該金属球吸着孔６の背面を減圧し
て空気を吸引することにより金属球吸着孔に微細金属球
４を吸着させる従来からの方法を採用することができ
る。吸着に際して金属球容器に振動を与え、あるいは金
属球容器の底面を通してエアブローを行うことによって
金属球を容器内で跳躍させることにより、より容易に吸
着を行うことができる。図３に示す方法を採用する場
合、金属球吸着異常としては、本発明の異常検出方法で
検出できる金属球が不足する異常のみならず、１個の金
属球吸着孔に２個の金属球が吸着する異常（いわゆるダ
ブルボール）、金属球吸着孔以外の部分に余剰金属球が
吸着する異常も発生するが、本発明の検出方法ではダブ
ルボールや余剰金属球吸着異常を検出することはできな
い。従って、本発明の検出手段に加え、ダブルボールや
余剰金属球吸着異常を検出するための公知の手段をも付
加する必要がある。
【００１８】金属球配列治具に金属球を供給する別の方
法として、図２に示すような金属球の保持孔７を有する
仮配列板５を用いることもできる。金属球配列治具１の
金属球吸着孔６に対応する位置に金属球を保持する保持
孔７を有する仮配列板５（図２（ａ））を準備し、図２
（ｂ）に示すように予め該保持孔７に配列すべき金属球
４を保持させる。金属球の保持が完了した仮配列板５
に、図１（ｃ）に示すように金属球配列治具１を接近さ
せ、各保持孔７と各金属球吸着孔６とを対面させた上、
金属球吸着孔６の背面から真空吸引を行って図１（ｄ）
に示すように金属球吸着孔に金属球の吸着を行う。この
方法を採用した場合、金属球配列治具の金属球吸着孔の
一部に金属球が吸着しない金属球不足が発生する可能性
は若干残るものの、ダブルボールや余剰金属球吸着異常
の発生はほぼ皆無とすることができる。従って、金属球
吸着異常の検出手段として本発明の検出手段のみを有す
る場合であっても有害な吸着異常をすべて検出すること
が可能になる。
法として、図２に示すような金属球の保持孔７を有する
仮配列板５を用いることもできる。金属球配列治具１の
金属球吸着孔６に対応する位置に金属球を保持する保持
孔７を有する仮配列板５（図２（ａ））を準備し、図２
（ｂ）に示すように予め該保持孔７に配列すべき金属球
４を保持させる。金属球の保持が完了した仮配列板５
に、図１（ｃ）に示すように金属球配列治具１を接近さ
せ、各保持孔７と各金属球吸着孔６とを対面させた上、
金属球吸着孔６の背面から真空吸引を行って図１（ｄ）
に示すように金属球吸着孔に金属球の吸着を行う。この
方法を採用した場合、金属球配列治具の金属球吸着孔の
一部に金属球が吸着しない金属球不足が発生する可能性
は若干残るものの、ダブルボールや余剰金属球吸着異常
の発生はほぼ皆無とすることができる。従って、金属球
吸着異常の検出手段として本発明の検出手段のみを有す
る場合であっても有害な吸着異常をすべて検出すること
が可能になる。
【００１９】また、上記図２に示す金属球供給方法に本
発明の金属球吸着検出手段を適用した場合、金属球配列
治具１を仮配列板５に接近させ、金属球４の真空吸着を
行うときに、本発明の検出手段によって金属球配列治具
１への金属球吸着完了を判断させ、その判断結果を金属
球配列の制御に適用することが可能になる。
発明の金属球吸着検出手段を適用した場合、金属球配列
治具１を仮配列板５に接近させ、金属球４の真空吸着を
行うときに、本発明の検出手段によって金属球配列治具
１への金属球吸着完了を判断させ、その判断結果を金属
球配列の制御に適用することが可能になる。
【００２０】金属球吸着孔６は、金属球４を転写すべき
配列対象２の半導体チップ等の電極位置に対応して配置
されている。図１（ｇ）に示すように、転写台３に配列
対象２を載置する。本発明の検出手段で吸着異常が発生
していないと判定された場合は、金属球配列治具１を転
写台３上の配列対象２に密接させ、金属球４を配列対象
２に転写する。
配列対象２の半導体チップ等の電極位置に対応して配置
されている。図１（ｇ）に示すように、転写台３に配列
対象２を載置する。本発明の検出手段で吸着異常が発生
していないと判定された場合は、金属球配列治具１を転
写台３上の配列対象２に密接させ、金属球４を配列対象
２に転写する。
【００２１】金属球が金ボールである場合は、予め転写
台上の配列対象を熱しておき、配列対象の上の電極と金
ボールとの間を熱圧着によって圧着する。金属球が半田
ボールである場合は、転写台上の配列対象の電極位置に
フラックスを印刷塗布するか、あるいは金属球配列治具
に吸着された半田ボールの先端にフラックスを塗布した
上で半田ボールを配列対象に接触させて転写を行う。
台上の配列対象を熱しておき、配列対象の上の電極と金
ボールとの間を熱圧着によって圧着する。金属球が半田
ボールである場合は、転写台上の配列対象の電極位置に
フラックスを印刷塗布するか、あるいは金属球配列治具
に吸着された半田ボールの先端にフラックスを塗布した
上で半田ボールを配列対象に接触させて転写を行う。
【００２２】
【実施例】半導体基板のバンプとして微細金属球を半導
体基板に配列する場合に、本発明を適用した。金属球の
直径６００μｍφと３００μｍφの２種類を用い、１回
の配列において１０００個の金属球を配列するため、図
１に示すような金属球配列治具１には１０００個の金属
球吸着孔６を有する。金属球吸着孔６に金属球４を吸着
するための吸引手段として、８ｍｍφの内径の真空排気
経路９を経由して図示しない真空発生手段を配置する。
ここでは真空発生手段としてコンバム（排気流速を利用
した真空発生器）を用いた。また、金属球配列治具１の
密閉室１１から前記真空排気経路９への入口部に熱線風
速計８を配置し、真空排気経路９内の空気の流速を測定
した。
体基板に配列する場合に、本発明を適用した。金属球の
直径６００μｍφと３００μｍφの２種類を用い、１回
の配列において１０００個の金属球を配列するため、図
１に示すような金属球配列治具１には１０００個の金属
球吸着孔６を有する。金属球吸着孔６に金属球４を吸着
するための吸引手段として、８ｍｍφの内径の真空排気
経路９を経由して図示しない真空発生手段を配置する。
ここでは真空発生手段としてコンバム（排気流速を利用
した真空発生器）を用いた。また、金属球配列治具１の
密閉室１１から前記真空排気経路９への入口部に熱線風
速計８を配置し、真空排気経路９内の空気の流速を測定
した。
【００２３】金属球配列治具１への金属球４の供給方法
として、図２に示すような仮配列板５に予め金属球を仮
配列しておく方法を採用した。仮配列板上には金属球配
列治具の金属球吸着孔に対応した位置に金属球の保持孔
７を有し、各保持孔に金属球を１個づつ保持した上で、
前記真空発生手段を作動させて金属球配列治具１の金属
球吸着孔６を減圧し、該金属球を金属球吸着孔６に吸着
する。
として、図２に示すような仮配列板５に予め金属球を仮
配列しておく方法を採用した。仮配列板上には金属球配
列治具の金属球吸着孔に対応した位置に金属球の保持孔
７を有し、各保持孔に金属球を１個づつ保持した上で、
前記真空発生手段を作動させて金属球配列治具１の金属
球吸着孔６を減圧し、該金属球を金属球吸着孔６に吸着
する。
【００２４】真空排気系を作動後吸着前の状態におい
て、熱線風速計８によって測定した空気の流速は３０ｍ
／ｓｅｃであったところ、正常に吸着が完了した後の空
気の流速は、金属球の直径６００μｍφにおいては２ｍ
／ｓｅｃ、金属球の直径３００μｍφにおいては１．８
ｍ／ｓｅｃであった。一方、故意に金属球を１個所脱落
させて金属球を吸引し、吸着完了時の熱線風速計８の流
速を測定すると、直径６００ｍｍφにおいては２．２ｍ
／ｓｅｃ、直径３００μｍφにおいては２．０ｍ／ｓｅ
ｃという結果が得られた。この結果に基づき、吸着の正
常と異常を判定する空気の流速の限界値として、直径６
００μｍφでは２．１ｍ／ｓｅｃ、直径３００μｍφで
は１．９ｍ／ｓｅｃを採用することにより、吸着異常の
有無を検出することが可能になった。
て、熱線風速計８によって測定した空気の流速は３０ｍ
／ｓｅｃであったところ、正常に吸着が完了した後の空
気の流速は、金属球の直径６００μｍφにおいては２ｍ
／ｓｅｃ、金属球の直径３００μｍφにおいては１．８
ｍ／ｓｅｃであった。一方、故意に金属球を１個所脱落
させて金属球を吸引し、吸着完了時の熱線風速計８の流
速を測定すると、直径６００ｍｍφにおいては２．２ｍ
／ｓｅｃ、直径３００μｍφにおいては２．０ｍ／ｓｅ
ｃという結果が得られた。この結果に基づき、吸着の正
常と異常を判定する空気の流速の限界値として、直径６
００μｍφでは２．１ｍ／ｓｅｃ、直径３００μｍφで
は１．９ｍ／ｓｅｃを採用することにより、吸着異常の
有無を検出することが可能になった。
【００２５】真空排気経路９の空気の流速は、金属球吸
着完了後０．５秒でほぼ定常の流速に到達するので、吸
着後０．６秒という短時間で吸着異常の有無を判定する
ことができた。
着完了後０．５秒でほぼ定常の流速に到達するので、吸
着後０．６秒という短時間で吸着異常の有無を判定する
ことができた。
【００２６】金属球配列治具１の密閉室内の圧力は、真
空排気系作動前が７６０ｍｍＨｇであったものが、吸着
完了時において３８０ｍｍＨｇに変化した。吸着完了時
においても３８０ｍｍＨｇまでしか圧力が下がらないの
は、真空発生手段の能力と配管接続部からの漏洩による
ものである。また、吸着完了時の圧力は、正常に吸着が
完了した場合も故意に金属球を１個所脱落させて吸引を
完了した場合もともに３８０ｍｍＨｇであって両者に差
が見られなかった。従って、金属球配列治具の密閉室内
の圧力の測定によっては、金属球配列異常を検出するこ
とは不可能であることが明らかである。
空排気系作動前が７６０ｍｍＨｇであったものが、吸着
完了時において３８０ｍｍＨｇに変化した。吸着完了時
においても３８０ｍｍＨｇまでしか圧力が下がらないの
は、真空発生手段の能力と配管接続部からの漏洩による
ものである。また、吸着完了時の圧力は、正常に吸着が
完了した場合も故意に金属球を１個所脱落させて吸引を
完了した場合もともに３８０ｍｍＨｇであって両者に差
が見られなかった。従って、金属球配列治具の密閉室内
の圧力の測定によっては、金属球配列異常を検出するこ
とは不可能であることが明らかである。
【００２７】上記の実施例において繰り返し金属球の配
列を実施したところ、金属球が欠損する異常の発生率は
０．０５％であったが、異常が発生したすべての場合に
おいて本発明の検出手段で異常を発見することができ、
再処理を行うことができた。また、正常に吸着したのに
異常であると誤検出することもなかった。一方、本実施
例においては金属球余剰付着異常の発生は皆無であった
ので、余剰付着異常を検出する手段を有しない本実施例
においても問題は発生しなかった。
列を実施したところ、金属球が欠損する異常の発生率は
０．０５％であったが、異常が発生したすべての場合に
おいて本発明の検出手段で異常を発見することができ、
再処理を行うことができた。また、正常に吸着したのに
異常であると誤検出することもなかった。一方、本実施
例においては金属球余剰付着異常の発生は皆無であった
ので、余剰付着異常を検出する手段を有しない本実施例
においても問題は発生しなかった。
【００２８】
【発明の効果】本発明の金属球配列方法及び装置によ
り、従来技術に比較して簡易な方法で確実に金属球の吸
着異常を検出することが可能になり、更に短い時間で吸
着異常の検出を完了して生産性の阻害を防止することが
可能になった。
り、従来技術に比較して簡易な方法で確実に金属球の吸
着異常を検出することが可能になり、更に短い時間で吸
着異常の検出を完了して生産性の阻害を防止することが
可能になった。
【図１】本発明の金属球配列装置の金属球配列治具を示
す断面図であり、（ａ）は金属球吸着前、（ｂ）は金属
球吸着後の状態を示す図である。
す断面図であり、（ａ）は金属球吸着前、（ｂ）は金属
球吸着後の状態を示す図である。
【図２】本実施例の仮配列板を用いて金属球配列治具に
金属球を配列する場合を示す斜視図及び断面図であり、
（ａ）は仮配列板を示す斜視図、（ｂ）は金属球を仮配
列した仮配列板を示す斜視図、（ｃ）は仮配列板から金
属球配列治具に金属球を吸着する状況を示す断面図、
（ｄ）は金属球を吸着した金属球配列治具を示す断面
図、（ｅ）は金属球を金属球配列治具から配列対象に転
写する状況を示す断面図である。
金属球を配列する場合を示す斜視図及び断面図であり、
（ａ）は仮配列板を示す斜視図、（ｂ）は金属球を仮配
列した仮配列板を示す斜視図、（ｃ）は仮配列板から金
属球配列治具に金属球を吸着する状況を示す断面図、
（ｄ）は金属球を吸着した金属球配列治具を示す断面
図、（ｅ）は金属球を金属球配列治具から配列対象に転
写する状況を示す断面図である。
【図３】金属球トレーから金属球配列治具に金属球を配
列する場合を示す断面図である。
列する場合を示す断面図である。
１ 金属球配列治具 ２ 配列対象 ３ 転写台 ４ 金属球 ５ 仮配列板 ６ 金属球吸着孔 ７ 保持孔 ８ 熱線風速計 ９真空排気経路 １０ 平板 １１ 密閉室 １２ トレー
Claims (4)
- 【請求項１】 金属球吸着孔を配置した金属球配列治具
の該金属球吸着孔に金属球を吸着し、次いで該吸着した
金属球群を配列対象に転写して金属球を配列対象に一括
搭載する金属球配列方法において、前記金属球配列治具
の金属球吸着孔のすべてに金属球を吸着したことを該金
属球吸着治具の金属球吸着孔裏側の真空排気経路の空気
の流速を検出することにより判定することを特徴とする
金属球配列方法。 - 【請求項２】 熱線風速計を用いて空気の流速を検出す
ることを特徴とする請求項１に記載の金属球配列方法。 - 【請求項３】 金属球吸着孔を配置した金属球配列治具
の該金属球吸着孔に金属球を吸着し、次いで該吸着した
金属球群を配列対象に転写して金属球を配列対象に一括
搭載するための金属球配列装置であって、表面に金属球
吸着孔を有し該金属球吸着孔裏側に真空排気経路を有す
る金属球配列治具と、該真空排気経路の空気の流速を検
出する手段と、前記金属球配列治具の金属球吸着孔に吸
着した金属球を金属球配列対象に転写するために金属球
配列対象を載せる転写台とを有することを特徴とする金
属球配列装置。 - 【請求項４】 空気の流速を検出する手段が熱線風速計
であることをを特徴とする請求項３に記載の金属球配列
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14537798A JP2901594B1 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 金属球配列方法及び配列装置 |
| TW087113272A TW406381B (en) | 1997-09-10 | 1998-08-12 | Method and device for arraying metallic sphere |
| US09/149,129 US6270002B1 (en) | 1997-09-10 | 1998-09-08 | Ball arrangement method and ball arrangement apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14537798A JP2901594B1 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 金属球配列方法及び配列装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2901594B1 true JP2901594B1 (ja) | 1999-06-07 |
| JPH11340266A JPH11340266A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15383836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14537798A Expired - Fee Related JP2901594B1 (ja) | 1997-09-10 | 1998-05-27 | 金属球配列方法及び配列装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2901594B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107834082A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-03-23 | 宁波必霸能源有限公司 | 纽扣组合电池的弹簧顶吸附机构以及装配设备 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002239720A (ja) * | 2001-02-13 | 2002-08-28 | Sony Corp | はんだ吸引装置 |
| CN108023113A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-05-11 | 宁波必霸能源有限公司 | 纽扣组合电池的黑圈吸附机构以及装配设备 |
-
1998
- 1998-05-27 JP JP14537798A patent/JP2901594B1/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107834082A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-03-23 | 宁波必霸能源有限公司 | 纽扣组合电池的弹簧顶吸附机构以及装配设备 |
| CN107834082B (zh) * | 2017-12-01 | 2023-12-26 | 宁波必霸能源有限公司 | 纽扣组合电池的弹簧顶吸附机构以及装配设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11340266A (ja) | 1999-12-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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