JP3173338B2 - 不良バンプのリペア方法 - Google Patents

不良バンプのリペア方法

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    • H05K3/3478Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns

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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半田ボールによりワー
クの電極上に形成されたバンプのうち、寸法が過大・過
少なバンプや電極から位置ずれしたバンプなどの不良バ
ンプのリペア方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば基板やチップなどのワークの電極
にバンプ(突出電極)を形成して電子部品を製造するこ
とが知られている。またバンプの形成方法としては、半
田ボールを用いる方法が広く実施されている。この方法
は、半田ボールをワークの電極上に搭載した後、ワーク
を加熱炉で加熱することにより半田ボールを溶融させ、
次いで冷却・固化させることにより、バンプを形成する
ものである。また半田ボールを用いる方法以外にも、ワ
ークの電極上にスクリーン印刷手段によりクリーム半田
を塗布し、このクリーム半田を加熱・溶融・固化させて
バンプを形成する方法が知られている。
【0003】ところで、半田ボールによりワークの電極
上にバンプを形成した場合、不良バンプが生じやすい。
この不良バンプとしては、(1)バンプ寸法が過大、
(2)同過少、(3)電極からの大きな位置ずれ、など
がある。このような不良バンプが形成されたワークは不
良品であり、ラインから除外するか、あるいは不良バン
プを除去して良品のバンプを新たに形成するリペア作業
を行わねばならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来、不良バ
ンプを自動検出できる方法はなかったため、作業者が目
視検査によって不良バンプを検出している実情にあっ
た。しかしながらこのような作業者の手作業では不良バ
ンプの検出作業がはかどらず、また個人誤差のためにバ
ンプの良・不良を誤判定しやすいという問題点があっ
た。
【0005】そこで本発明は、不良バンプを検出した
後、不良バンプをワークから除去してワークの電極上に
新たなバンプを形成できる不良バンプのリペア方法を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このために本発明は、ワ
ークの電極に形成されたバンプの高さを高さ検出手段に
より検出し、検出された高さを予め設定された適正高さ
と比較して不良バンプを検出する。
【0007】また検出された不良バンプをヒータで加熱
して溶融させ、溶融した不良バンプを吸引具のノズルに
より吸引除去し、次に不良バンプが除去された後に半田
ボールを搭載し、この半田ボールを加熱・溶融・固化さ
せることにより新たなバンプを形成する。
【0008】また好ましくは、検出された不良バンプの
高さに応じて前記ノズルの下端部の高さを制御し、ノズ
ルをこの不良バンプの上面に近接させる。
【0009】またワークの上面をカメラにより観察し、
このカメラに入手された画像に基いて、ワークの電極か
ら位置ずれした不良バンプを検出し、次に検出された不
良バンプをヒータで加熱して溶融させ、溶融した不良バ
ンプを吸引具のノズルにより吸引除去し、次にバンプが
存在しない電極上に半田ボールを搭載し、この半田ボー
ルを加熱・溶融・固化させることにより新たなバンプを
形成する。
【0010】
【作用】上記構成によれば、寸法が過大・過少な不良バ
ンプや電極から大きく位置ずれした不良バンプを正確・
迅速に検出できる。また不良バンプを除去した電極上に
新たなバンプを半田ボールにより速かに形成できる。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図1は本発明の一実施例の不良バンプの検出
装置の斜視図、図2は同要部正面図である。1はワーク
であり、その上面の電極2上にはバンプ3a〜3d(図
2)が形成されている。このバンプ3a〜3dは半田ボ
ールやスクリーン印刷手段により形成されたものであ
る。
【0012】図1において、ワーク1はXテーブル4と
Yテーブル5を積層した可動テーブル6上に配置されて
おり、可動テーブル6が駆動することにより、ワーク1
はX方向やY方向へ水平移動し、その位置が調整され
る。可動テーブル6の上方には固定テーブル8、9が設
けられている。一方の固定テーブル8には高さ検出ユニ
ット10が保持されており、また他方の固定テーブル9
にはカメラ11と光源12が保持されている。
【0013】図2において、高さ検出ユニット10はレ
ーザ光(矢印)を発光する発光素子13と、測定対象物
で反射されたレーザ光を受光するPSDなどの受光素子
14を備えている。発光素子13や受光素子14はCP
Uなどから成る制御部15に接続されており、受光素子
14に入射した反射光の位置から、測定対象物の高さを
測定する。すなわち、発光素子13と受光素子14は高
さ検出手段である。またカメラ11も制御部15に接続
されている。16はメモリであって、必要なデータが登
録される。
【0014】カメラ11は上方からワーク1の上面を観
察し、輝度の画像を入手する。図3は本発明の一実施例
の不良バンプの検出装置のカメラに入手される輝度の画
像図を示している。Aはカメラ11の視野内に設定され
た検査エリアである。ワーク1の地肌は暗色であり、上
方の光源12から照射された光は吸収されるので図3
(a)に示すように上方のカメラ11に黒く観察され
る。また電極2は金属であって光沢を有しており、光源
12から照射された光は上方へ強く反射されるので上方
のカメラ11に明るく観察される(図3(b))。また
バンプ3a〜3dの上面は球面であり、したがってその
中央の頂点部に照射された光だけが真上に反射されるの
で、頂点部はスポット的に明るく観察されるが、中央部
以外の部分に照射された光は側方へ反射されてカメラ1
1には入射しないので、暗く観察される(図3
(c))。以上のような輝度特性により、地肌と電極2
とバンプ3a〜3dを光学的に判別することができる。
【0015】次に、高さ検出ユニット10による不良バ
ンプの検出方法を説明する。図2において、Hはバンプ
の適正高さ範囲であって、ワーク1上のバンプがこの適
正高さ範囲H内であればそのバンプは良品である。また
適正高さ範囲以上であればそのバンプの寸法は過大であ
り、また適正高さ範囲以下であれば寸法は過少である。
この適正高さ範囲はメモリ16に予め登録されている。
【0016】さて、図2において、発光素子13からバ
ンプ3a〜3dにレーザ光を照射し、その反射光を受光
素子14に受光することにより各バンプ3a〜3dの高
さを測定する。この場合、図1において可動テーブル6
を駆動してワーク1を高さ検出ユニット10に対して相
対的にX方向やY方向へ移動させながら、各電極2上の
バンプの高さを連続的に測定していく。
【0017】次に測定された高さが適正高さH内である
か否かを制御部15により判定する。図2に示す例で
は、バンプ3aは適正高さH内であって良品である。ま
たバンプ3bは過大,バンプ3cは過少であって不良で
ある。また右端部のバンプ3dは電極2から大きく位置
ずれしており、したがって電極2上のバンプは過少と判
定される。
【0018】次に、カメラ11により、バンプの位置を
検出する。その方法は図3を参照して説明したとおりで
ある。図2に示す例では、バンプ3a,3b,3cはそ
れぞれ電極2上に存在するので、図3(c)に示す輝度
のデータが得られ、電極2上に正しく存在することが確
認される。また右端部の電極2は図3(b)に示すよう
に観察され、これによりこの電極2上にはバンプが存在
しないことが判明する。またポイントaの地肌は、本来
ならば図3(a)に示すように地肌のみが観察されるの
であるが、このポイントaには右端の電極2から大きく
位置ずれしたバンプ3dが存在するので、図3(c)に
示すデータが得られ、これにより地肌上にバンプ3dが
誤って形成されていることが判明する。なおワーク1の
電極2の位置データなどの必要なデータは、予めメモリ
16に登録されている。また上述した高さ検出ユニット
10やカメラ11による良否判定データや、不良バンプ
の高さデータ、位置データなどもメモリ16に登録され
る。以上のように、高さ検出ユニット10とカメラ11
を併用することにより、すべての不良バンプを検出でき
る。
【0019】次に、不良バンプのリペア方法を説明す
る。図4は、本発明の一実施例の不良バンプのリぺア装
置の斜視図、図5(a)(b)(c)(d)(e)は同
リペア方法の説明図であって、工程順に示している。図
4において、20はXテーブル、21はYテーブルであ
り、その上にバンプが形成されたワーク1が載置されて
いる。22はX方向モータ、23はY方向モータであ
る。24は半田ボール3の供給用トレイ、25は半田ボ
ールの補充用ヘッド、26はそのノズルである。
【0020】30はブロックであって、その前面には吸
引具31、ディスペンサ32、ヒータユニット33が設
けられている。34は吸引具31に備えられたノズル、
35はディスペンサ32のノズル、36はヒータユニッ
ト33の熱風吹き出し用ノズルである。吸引具31とデ
ィスペンサ32はZ方向モータ37、38に駆動されて
上下動する。39はブロック30を保持するバックプレ
ートである。
【0021】次に動作を説明する。まず図5(a)に示
すように、吸引具31のノズル34を不良バンプ3bの
上面に近接させる。ノズル34はヒータ40により予め
高温度に加熱されており、したがって不良バンプ3bは
ノズル34により加熱されて溶融する。そこで吸引具3
1を駆動して溶融した不良バンプ3bを電極2上から吸
引除去する。以下同様にして、他の不良バンプ3c,3
dもノズル34により吸引除去する。なおノズル34を
不良バンプの真上に位置させる位置制御や、ノズル34
を下降させて不良バンプの上面に近接させる高さ制御
は、上述した不良バンプの検出時のデータに基いて行わ
れる。
【0022】次に図5(b)に示すように、ディスペン
サ32のノズル35により電極2上にフラックス18を
スポット的に塗布する。次に図5(c)に示すようにヘ
ッド25のノズル26により供給用トレイ24上の半田
ボール3をピックアップし電極2上に搭載する。次に図
5(d)に示すようにヒータユニット33のノズル36
により半田ボール3をスポット的に加熱して溶融させ、
次いで冷却させれば、新たなバンプ3b’,3c’,3
d’が形成される。これらの新たなバンプ3b’,3
c’,3d’についても、上述した不良バンプであるか
否かの検査を行う。以上により、図5(e)に示すよう
にすべて良品のバンプ3a,3b’,3c’,3d’を
有するワーク1が出来上り、リペア作業は終了する。
【0023】本発明は上記実施例に限定されないのであ
って、例えば、図1において、ワーク1に対して高さ検
出ユニット10やカメラ11をX方向やY方向に移動さ
せるようにしてもよく、またヒータも様々なものが使用
可能であることは言うまでもない。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
さ検出手段やカメラを用いて、寸法が過大・過少な不良
バンプや電極から大きく位置ずれした不良バンプを確実
・迅速に検出できる。また不良バンプを除去した電極上
に新たなバンプを半田ボールにより速かに形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の不良バンプの検出装置の斜
視図
【図2】本発明の一実施例の不良バンプの検出装置の要
部正面図
【図3】本発明の一実施例の不良バンプの検出装置のカ
メラに入手される輝度の画像図
【図4】本発明の一実施例の不良バンプのリペア装置の
斜視図
【図5】本発明の一実施例の不良バンプのリペア方法の
説明図
【符号の説明】
1 ワーク 2 電極 3 半田ボール 3a,3b,3c,3d,3b’,3c’,3d’ バ
ンプ 10 高さ検出ユニット 11 カメラ 13 発光素子 14 受光素子 31 吸引具 32 ディスペンサ 33 ヒータユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/60 H01L 21/66 H05K 3/34 505

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワークの電極に形成されたバンプの高さを
    高さ検出手段により検出し、検出された高さを予め設定
    された適正高さと比較して不良バンプを検出し、次に検
    出された不良バンプをヒータで加熱して溶融させ、溶融
    した不良バンプを吸引具のノズルにより吸引除去し、次
    に不良バンプが除去された後に半田ボールを搭載し、こ
    の半田ボールを加熱・溶融・固化させることにより新た
    なバンプを形成することを特徴とする不良バンプのリペ
    ア方法。
  2. 【請求項2】検出された不良バンプの高さに応じて前記
    ノズルの下端部の高さを制御し、ノズルをこの不良バン
    プの上面に近接させることを特徴とする請求項に記載
    の不良バンプのリペア方法。
  3. 【請求項3】ワークの上面をカメラにより観察し、この
    カメラに入手された画像に基いてワークの電極から位置
    ずれした不良バンプを検出し、次に検出された不良バン
    プをヒータで加熱して溶融させ、溶融した不良バンプを
    吸引具のノズルにより吸引除去し、次にバンプが存在し
    ない電極上に半田ボールを搭載し、この半田ボールを加
    熱・溶融・固化させることにより新たなバンプを形成す
    ることを特徴とする不良バンプのリペア方法。
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