JP3087959B2 - ボール吸着治具 - Google Patents

ボール吸着治具

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JP3087959B2
JP3087959B2 JP10074214A JP7421498A JP3087959B2 JP 3087959 B2 JP3087959 B2 JP 3087959B2 JP 10074214 A JP10074214 A JP 10074214A JP 7421498 A JP7421498 A JP 7421498A JP 3087959 B2 JP3087959 B2 JP 3087959B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ接
続やボールグリッドアレイなどにおけるバンプ電極の形
成に際して、特に、半田などの導電性ボールを、配線基
板や半導体チップなどの電極パッド上に配列し、転写す
るために使用されるボール吸着治具に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体チップの実装において、フ
リップチップ、CSP(チップサイズパッケージ)、B
GA(ボールグリッドアレイ)などのバンプ電極を形成
する際には、半田ボールに代表される導電性ボールを、
配線基板や半導体チップなどの電極パッド上に配列させ
ているが、このボール配列には、一般に真空吸引による
吸着手段が用いられている。この吸着手段としては、配
線基板などの電極パッドに対応する位置で、平板状のボ
ール吸着マスクに、エッチング法や電鋳法などによっ
て、吸着口を形成したボール吸着治具が採用されてい
る。そして、このボール吸着治具を用い、真空吸引する
ことによって、吸着口に導電性ボールを吸着させ、電極
パッド上で、真空吸引を解除することにより、電極パッ
ド上に、所要の配列で、前記導電性ボールを搭載してい
る。
【0003】例えば、特開平7−202401号公報に
記載されている装置では、図5の(a)に示すように、
吸着治具10を、ボール半田槽11上に対して、位置決
めした後、吸着治具10の下端部に吸着されているスク
リーン12を、ボール半田槽11の上面に接近させ、次
に、図5の(b)に示すように、スクリーン12に貫通
・形成されている各吸引口13に対して、所定の真空ポ
ンプによって、真空圧を加える。これにより、ボール半
田槽11内のボール半田14は、それぞれの吸着口13
に吸着・保持される。
【0004】そして、ボール半田14を吸引口13に吸
着した状態のままで、治具を上昇・移動させて、プリン
ト配線板などの電極パッド上に移動した後で、真空吸引
を解除することにより、ボール半田14を電極パッド上
に搭載するのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の技術で
は、対象となる配線基板や半導体チップなどのパターン
の微細化に伴い、スクリーンに形成する吸引口のサイ
ズ、ピッチも小さくする必要があるが、これには、スク
リーンの材料となる金属板やガラス板の厚さを薄くする
ことが肝要がある。例えば、直径:100μmの吸引口
を250μmピッチで形成する場合、板厚は通常100
μm以下でなければならない。このような薄い板厚であ
ると、強度が不十分で、ボール半田を吸引したときに、
その吸引力によってスクリーン12に歪みが生じ、その
直平面性が損なわれるという問題があった。即ち、スク
リーンが歪むと、ボール半田と吸引口とに隙間ができ、
真空吸引に際して、その隙間から空気が入り、吸引力が
低下する。また、吸引口の配列パターンに寸法的な狂い
が生じ、精度良く、バンプ電極を形成することが困難と
なる。
【0006】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、ボール吸着マスクが薄
く形成されるとしても、これに吸引力による歪みが発生
しないように補強したボール吸着治具を提供するにあ
る。
【0007】
【問題を解決するための手段】このため、本発明では、
配線基板や半導体チップなどの電極パッドに対応する位
置で、吸着口を配列・形成したボール吸着マスクの、裏
面の一部または全面に、支持体を多数、突出して、これ
により、吸着口にボール半田などの導電性ボールを吸着
した際に、その吸引力により、ボール吸着マスク自体が
歪むのを防止するのである。従って、精度良く、高歩留
まりで、導電性ボールを吸着することができ、バンプ電
極の形成を容易にすることができる。特に、吸着口と支
持体とを、支持体の両面エッチングにより、一体的に形
成した場合は、作製工程が簡単で、コスト面も低くする
ことが可能である。
【0008】
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)次に、本発
明の第1の実施の形態について、図1および図2を参照
して具体的に説明する。図1の(a)では、本発明に係
わるボール吸着治具に装備されるボール吸着マスク1の
表面、即ち、半田ボールなどの導電性ボールを吸着する
側の表面が示されており図であり、図1の(a)は、そ
の裏面が示されている。
【0009】図1の(a)に示すように、ボール吸着マ
スク1には、ボール吸着のための吸着口2が、所要の配
列パターン、例えば、縦横に並んだパターンに形成され
ている。また、図1の(b)に示すように、ボール吸着
マスク1の裏面には、その全面に均等なピッチ間隔で、
ボール吸着口2と重ならないように、突起形状物の支持
体3が多数、配列・形成されている。なお、ボール吸着
口2や支持体3の配列パターンは、図示のような規則的
な配列でなくとも良く、ボール吸着マスク1の歪みが避
けられるものであれば、不規則な配列パターンであって
も良い。
【0010】このボール吸着マスク1には、ステンレス
板などが用いられており、例えば、フォトリソグラフィ
法により、両面エッチングを施すことにより、ボール吸
着口2と支持体3とを、一括して、一体的に形成するこ
とができる。なお、支持体3が形成されていないボール
吸着マスク1を、予め製作しておいて、後からピン形状
の支持体3を多数、形成あるいは設けても良い。
【0011】図2は、図1で説明した本発明のボール吸
着マスク1を装着したボール吸着治具4の断面図であ
り、導電性ボール5を真空吸引6によって吸着した状態
を示している。ボール吸着マスク1の裏面に設けられた
突起形状物の支持体3が、ボール吸着治具4の吸引室の
内壁(天井部)7に当たるようにしているため、ボール
吸着マスク1が真空吸引6(矢印)を受けても、全体と
して、湾曲するように歪む虞がない。従って、導電性ボ
ールを精度良く、かつ、高い歩留りで、安定的に吸着す
ることができる。
【0012】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態を、図3を用いて具体的に説明する。ここ
で示すボール吸着マスク7の構成は、図1で示した本発
明のボール吸着マスク1と同等であり、相違する点は、
導電性ボール5に対して、複数の箇所で、吸引管8を介
して真空吸引6を行う点である。このように、複数箇所
での吸引は、ボール吸着治具(ボール吸着ヘッド)4に
おいて、真空吸引6の吸引力の全体としての増強、およ
び、場所による吸引力の均一化を図るために採用され
る。これにより、ボール吸着口2が形成されているパタ
ーンの面積が広い場合、例えば、20mm角の面積で
も、問題なく、安定的に導電性ボール5を吸着すること
ができる。
【0013】(第3の実施の形態)次に、本発明の第3
の実施の形態を、図4を用いて具体的に説明する。ここ
で示すボール吸着マスク1の構成は、図1で示した本発
明のボール吸着マスク1と同等であり、相違する点は、
支持体3の上に位置して、ボール吸着治具4の内壁(天
井壁)7との間に、通気性の多孔質スペーサ9を設けた
点である。
【0014】このように、多孔質スペーサ9には、多数
の連続気孔が空いており、内部を空気が流れるようにな
っているので、真空吸引6の吸引力の増強、および、場
所の如何に拘わらず、吸引力の均一化を図ることができ
る。なお、第2の実施の形態のように、吸引管8を複数
個設けて置くこともできる。
【0015】これにより、支持体3の高さが低い場合
や、ボール吸着孔2が形成されているパターンの面積が
広い場合、例えば、20mm角の面積でも、問題なく、
安定的に導電性ボール5を吸着することができる。な
お、支持体3があるために、多孔質スペーサ9の表面
の、開口していない部分によって、ボール吸着口2が塞
がれてしまうことはない。
【0016】以上のように、ボール吸着治具4を構成す
ることにより、ボール吸着マスク1の裏面の一部または
全面に、同じ高さの支持体3を形成したので、ボール吸
着口2に導電性ボール5を吸着した際に、その吸引力に
より、ボール吸着マスク1自体が歪んでしまうことがな
い。従って、精度良く、高い歩留まりで、導電性ボール
5を吸着することができ、バンプ電極の形成が容易であ
る。
【0017】特に、ボール吸着口と支持体3とを、両面
エッチングにより、一括して、一体的に形成した場合
は、ボール吸着マスクの作成のための工程が少なく、簡
単で、そのコストも低くなるという利点もある。
【0018】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、パター
ンの微細化によって、配線基板や半導体チップなどの電
極パッドに対応する位置で、ボール吸着マスクに吸着口
を形成する場合、このボール吸着マスクの、裏面の一部
または全面に、同じ高さの支持体を多数、突出したの
で、吸着口に導電性ボールを吸着した際に、その吸引力
により、全体として、ボール吸着マスク自体が湾曲する
ように歪む虞がなく、従って、精度良く、高い歩留まり
で、導電性ボールを吸着することができ、バンプ電極の
形成が容易となる。特に、ボール吸着口と支持体とを、
両面エッチングにより、一括して、一体的に形成した場
合は、ボール吸着マスクの作成のための工程が少なく、
簡単で、そのコストも低くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す、ボール吸着
マスクの表側および裏側の平面図である。
【図2】同じく、ボール吸着治具の断面構造図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態を示す、ボール吸着
治具の断面構造図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態を示す、ボール吸着
治具の断面構造図である。
【図5】従来技術を示すボール吸着治具の断面構造図で
ある。
【符号の説明】
1 ボール吸着マスク 2 ボール吸着口 3 支持体(突起形状物) 4 ボール吸着治具 5 導電性ボール 6 真空吸引 7 内壁 8 吸引管 9 多孔質スペーサ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空吸引により、導電性ボールを吸着さ
    せ、配線基板や半導体チップなどの電極パッド上に搬送
    して、吸引解除により、前記導電性ボールを搭載するボ
    ール吸着治具において、 配線基板や半導体チップなどの電極パッド上に設定され
    たバンプ電極の配列に対応して、裏面の一部または全面
    に支持体が多数、突出したボール吸着マスクに、所定配
    列で吸着口を貫通・形成したことを特徴とするボール吸
    着治具。
  2. 【請求項2】 前記ボール吸着マスクにおいて、前記支
    持体が突起形状物から成り、その突起形状物と吸着口と
    が、両面エッチングにより、一体的に形成されているこ
    とを特徴とする請求項1に記載のボール吸着治具。
  3. 【請求項3】 前記ボール吸着マスクにおいて、前記支
    持体が突起形状物から成り、その突起形状物が、ボール
    吸着マスクの裏面に接合されたピンであることを特徴と
    する請求項1に記載のボール吸着治具。
  4. 【請求項4】 前記ボール吸着マスクの裏面側に位置し
    て、前記支持体の上には通気性多孔質スペーサが装備さ
    れていることを特徴とする請求項1〜3の何れかのボー
    ル吸着治具。
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