JP3283026B2 - ボール状端子の吸着装置及びボール状端子の搭載方法 - Google Patents

ボール状端子の吸着装置及びボール状端子の搭載方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はボール状端子の吸着
置及びボール状端子の搭載方法に関し、更に詳細には
多数個の半導体素子等の電子部品が形成された半導体ウ
ェハ等の基板を複数の区分に分け、前記区分の各々に形
成された複数個の電子部品から成る一群の電子部品の各
端子搭載パッドにボール状端子を搭載する搭載装置に用
いられるボール状端子の吸着装置及び前記吸着装置を用
いたボール状端子の吸着方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置には、図9に示す様に、回路
基板102の一面に設けられた、外部接続用端子搭載パ
ッドとしてのボール状端子搭載パッド108、108・
・・に、外部接続用端子用のボール状端子としてのはん
だボール110、110・・・が配設された半導体装
置、いわゆるBGA(Ball Grid Array) 型半導体装置1
00がある。このBGA型半導体装置100において
は、ボール状端子搭載パッド108、108・・・は、
搭載された半導体素子104とワイヤボンディングされ
て電気的に接続された導体パターン106、106の端
部に形成されている。かかるBGA型半導体装置100
の回路基板102に形成された、ボール状端子搭載パッ
ド108、108・・・の各々に、はんだボール11
0、110・・・を工業的に搭載する手段としては、米
国特許第5284287号明細書において、図10に示
すボール状端子の吸着装置が提案されている。この吸着
装置は、回路基板102の各ボール状端子搭載パッド1
08と対応する位置に、はんだボール110よりも小径
の吸着孔112、112・・が穿設された吸着板114
と、はんだボール110を吸着孔112の開孔口に吸着
するとき、吸着孔112内を減圧状態とする吸引装置と
を具備するものである。かかる吸着装置によれば、吸着
板114に形成された吸着孔112内を減圧状態とし、
図10に示す収納容器116に収納されているはんだボ
ール110を、図11に示す様に、各吸着孔112の開
孔口に1個づつ吸着した後、回路基板102に形成され
た各ボール状端子搭載パッド108の直上で各吸着孔1
12の減圧状態を破ることによって、所定のボール状端
子搭載パッド108にはんだボール110を搭載でき
る。
【0003】ところで、最近、パッケージの大きさが半
導体素子と略同一サイズの半導体装置、いわゆるCSP
(Chip Size Package) が注目されている。かかるCSP
の一例を図12に示す。図12に示すCSP200で
は、半導体素子202の一面側に形成された電極端子2
04に一端部が電気的に接続された導体パターン206
の他端部の端子搭載パッドに外部接続端子であるボール
状端子としてのはんだボール208が搭載されている。
この導体パターン206は、樹脂フィルム210の一面
側に形成されているものである。かかる導体パターン2
06と半導体素子202の電極端子204が形成された
面との間には、弾性樹脂層210が設けられている。C
SP200を実装基板に装着した際に、実装基板と半導
体素子202との熱膨張率差等に起因する応力を吸収す
るためである。更に、電極端子204と電気的に接続さ
れた導体パターン206の一端部は、樹脂フィルム21
0の端縁から突出してリード部に形成されており、封止
樹脂214によって電極端子204と共に封止されてい
る。この様な、図12に示すCSP200は、図9に示
すBGA型半導体装置100に比較して小形であるた
め、図13に示す様に、半導体ウェハ300に作り込ま
れた多数個の半導体素子202,202・・を個別に切
断することなく製造される。このため、はんだボール2
08,208・・を、半導体ウェハ300の作り込んだ
半導体素子202,202・・の各端子搭載パッドに搭
載した後に、半導体ウェハ300にダイジングを施して
個々のCSP200とする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図13に示す半導体ウ
ェハ300に形成された個々のCSP200を構成する
半導体素子202の各端子搭載パッドにはんだボール2
08、208・・を搭載する際には、はんだボール20
8を迅速に搭載すべく、図10及び図11に示す吸着装
置が使用される。しかし、図10及び図11に示す吸着
装置を使用する場合には、図13に示す様に、半導体ウ
ェハ300を複数の区分302に区分し、各区分に形成
した半導体素子202,202・・の各端子搭載パッド
にはんだボール208を搭載する。区分302の一個の
大きさは、図10及び図11に示す吸着板114の大き
さと略等しい。吸着板114の加工の際に、その吸着面
の平坦性等を確保しつつ、多数の吸着孔112を穿設す
るには、吸着板114の大きさに限界があるからであ
る。
【0005】一方、図13においては、半導体ウェハ3
00を12個の区分302a〜302lに区分した。か
かる12個の区分のうち、4個の区分302c、302
d、302i、302jは、半導体素子202,202
・・が半導体ウェハ300に形成された形成範囲、すな
わちはんだボール208を搭載する端子搭載パッドは、
実質的に区分の全面に亘って形成されている。このた
め、区分内の端子搭載パッドの形成パターンは1種類で
ある。これに対し、8個の区分302a、302b、3
02e、302f、302g、302h、302k、3
02lにおいては、半導体素子202が形成されない部
分(端子搭載パッドが形成されない部分)が存在し、そ
の部分が区分毎に異なる。このため、端子搭載パッドの
形成パターンは8種類である。従って、図10及び図1
1に示す吸着装置を用い、半導体ウェハ300の各端子
搭載パッドにはんだボール208を搭載するには、区分
302a〜302lの各々に形成された端子搭載パッド
の形成パターンに対応するように、吸着孔112の形成
パターンが異なる9種類の吸着板114を準備する必要
がある。
【0006】しかしながら、複数個の吸着孔112が穿
設されている吸着板114の製造コストは高価であり、
予め複数枚の吸着板114を準備しておくことは、最終
的に得られる半導体装置の製造コストを上昇させるおそ
れがある。また、図10及び図11に示す吸着装置で
は、吸着板114を交換することを意図しておらず、吸
着装置を構成する部材に吸着板114が固着されてい
る。このため、吸着板114を迅速に交換しつつ、はん
だボール208、208・・を半導体ウェハ300に形
成された所定の端子搭載パッドに迅速に搭載することは
至難のことである。そこで、本発明の課題は、半導体ウ
ェハ等の基板に形成された多数個の電子部品の各端子搭
載パッドに、一枚の吸着板によってボール状端子を容易
に搭載し得るボール状端子の吸着装置及びボール状端子
の搭載方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく検討したところ、図13に示す区分302a
〜302lの区分間では、形成された半導体素子20
2,202・・の端子搭載パッドのピッチ等は互いに等
しく、端子搭載パッドの形成範囲が異なるのみである。
このため、前記課題を解決するには、端子搭載パッドが
形成される範囲が最大である区分302c、302d、
302i、302jの各区分に形成された端子搭載パッ
ドに対応する吸着孔を吸着板に形成し、他の区分に対し
ては、区分302c、302d、302i、302jに
用いる吸着板に、当該区分の端子搭載パッドの形成範囲
と対応する開口部が形成されたマスク板を装着すること
が有効と考え検討した結果、本発明に到達した。すなわ
ち、本発明は、多数個の半導体素子等の電子部品が形成
された半導体ウェハ等の基板を複数の区分に分け、前記
区分の各々に形成された複数個の電子部品から成る一群
の電子部品の各端子搭載パッドにボール状端子を搭載す
る搭載装置に用いられるボール状端子の吸着装置であっ
て、該吸着装置を構成するヘッド部に装着される前記ボ
ール状端子の吸着板には、前記基板を区分する複数の区
分のうち、形成された電子部品の個数が最大となる区分
に属する各電子部品に対応して形成された凹部の底部
に、前記凹部に対応する電子部品の各端子搭載パッドに
搭載するボール状端子を吸着する吸着孔から成る吸着孔
が穿設され、且つ前記吸着板に穿設された吸着孔のう
ち、前記複数の区分から選ばれた所定の区分に形成され
た一群の電子部品の各端子搭載パッドに対応する吸着孔
のみに前記ボール状端子が吸着されるように、前記所定
の区分の外周形状に倣って開口部が形成されて成るマス
ク板が、前記吸着板の片面側に装着されていることを特
徴とするボール状端子の吸着装置にある。
【0008】或いは、本発明は、多数個の半導体素子等
の電子部品が形成された半導体ウェハ等の基板を複数の
区分に分け、前記区分の各々に形成された複数個の電子
部品から成る一群の電子部品の各端子搭載パッドにボー
ル状端子を搭載する搭載装置に用いられるボール状端子
の吸着装置であって、該吸着装置を構成するヘッド部に
装着され、前記基板を区分する複数の区分のうち、形成
された電子部品の個数が最大となる区分の端子搭載パッ
ドに対応して、前記ボール状端子を吸着する吸着孔が穿
設された吸着板と、収納容器に収納された前記ボール状
端子に、前記吸着板が接離動可能となるように前記ヘッ
ド部を移動する移動手段と、前記吸着板に穿設された吸
着孔のうち、前記区分から選ばれた所定の区分に形成さ
れた一群の電子部品の各端子搭載パッドに対応する吸着
孔のみに前記ボール状端子が吸着されるように、前記所
定の区分の外周形状に倣って開口部が形成されて成るマ
スク板とを具備し、前記ヘッド部が前記収納容器に収納
されたボール状端子に近接した際に、前記マスク板が吸
着板の外面側に当接するように、前記マスク板が収納容
器に着脱可能に設けられていることを特徴とするボール
状端子の吸着装置にある。
【0009】
【0010】更に、本発明は、多数個の半導体素子等の
電子部品が形成された半導体ウェハ等の基板を複数の区
分に分け、前記区分の各々に形成された複数個の電子部
品から成る一群の電子部品の各端子搭載パッドにボール
状端子を搭載する際に、該ボール状端子を吸着する吸着
装置として、前記吸着装置を構成するヘッド部に装着さ
れる前記ボール状端子の吸着板には、前記基板を区分す
る複数の区分のうち、形成された電子部品の個数が最大
となる区分に属する各電子部品に対応して形成された凹
部の底部に、前記凹部に対応する電子部品の各端子搭載
パッドに搭載するボール状端子を吸着する吸着孔から成
る吸着孔群が穿設され、且つ前記吸着板に穿設された吸
着孔のうち、前記複数の区分から選ばれた所定の区分に
形成された一群の電子部品の各端子搭載パッドに対応す
る吸着孔のみに前記ボール状端子が吸着されるように、
前記所定の区分の外周形状に倣って開口部が形成されて
成るマスク板が、前記吸着板の片面側に装着されている
吸着装置を用い、前記吸着板の片面側に着脱可能に装着
されたマスク板を、形状及び/又は位置が異なる開口部
が形成された他のマスク板と交換しつつ、各区分に形成
された一群の電子部品の各端子搭載パッドにボール状端
子を搭載することを特徴とするボール状端子の搭載方法
にある。
【0011】或いは、本発明は、多数個の半導体素子等
の電子部品が形成された半導体ウェハ等の基板を複数の
区分に分け、前記区分の各々に形成された複数個の電子
部品から成る一群の電子部品の各端子搭載パッドに、ボ
ール状端子を吸着する吸着装置を用いて搭載する際に、
該吸着装置として、前記基板を区分する複数の区分のう
ち、形成された電子部品の個数が最大となる区分の端子
搭載パッドに対応して、前記ボール状端子を吸着する吸
着孔が穿設された吸着板と、前記吸着板がボール状端子
の吸着面に装着されたヘッド部と、収納容器に収納され
た前記ボール状端子に、前記吸着板が接離動可能となる
ように前記ヘッド部を移動する移動手段と、前記吸着板
に穿設された吸着孔のうち、前記複数の区分から選ばれ
た所定の区分に形成された一群の電子部品の各端子搭載
パッドに対応する吸着孔のみに前記ボール状端子が吸着
されるように、前記所定の区分毎の外周形状に倣って開
口部が形成されている複数枚のマスクとを備え、前記ヘ
ッド部が前記収納容器に収納されたボール状端子に近接
した際に、前記マスク板が吸着板の外面側に当接するよ
うに、前記マスク板が収納容器に着脱可能に設けられて
いる吸着装置を用い、且つ前記収納容器に設けられてい
るマスク板を、形状及び/又は位置が異なる開口部が形
成された他のマスク板と交換しつつ、各区分に形成され
た一群の電子部品の各端子搭載パッドにボール状端子を
搭載することを特徴とするボール状端子の搭載方法でも
ある。
【0012】かかる本発明において、吸着板とマスク板
とを、ヘッド部に着脱可能とし、前記ヘッド部に装着し
た吸着板の内面側に、前記マスク板を装着すること、或
いはヘッド部に固着した吸着板の内面側又は外面側に、
マスク板を着脱可能に装着することによって、マスク板
を容易に交換できる。ここで、外周形状及び面積が互い
に等しく、且つ形状が互いに異なる開口部が形成されて
いる複数枚のマスク板を準備しておくことによって、吸
着装置に装着されたマスク板を所望のマスク板と迅速に
交換しつつ、ボール状端子を半導体ウェハに形成された
所定の端子搭載パッドに迅速に搭載できる。更に、吸着
板及び/又はマスク板をヘッド部に着脱可能に装着する
ように、前記吸着板及び/又はマスク板の周縁部をヘッ
ド部に真空吸着することによって、吸着板及び/又はマ
スク板の着脱を更に容易に行うことができる。
【0013】本発明に係る吸着装置に装着された吸着板
には、この吸着板に穿設された吸着孔のうち、多数個の
半導体素子等の電子部品が形成された半導体ウェハ等の
基板を複数の区分に分け、この複数の区分から選ばれた
所定の区分内に形成された複数個の電子部品から成る一
群の電子部品の各端子搭載パッドに対応する吸着孔のみ
にボール状端子が吸着されるように、所定の区分の外周
形状に倣って開口部が形成されて成るマスク板が装着さ
れている。このため、半導体ウェハ等の基板を複数の区
分に分け、区分の各々に形成された一群の電子部品の各
端子搭載パッドにボール状端子を搭載する際に、吸着装
置を構成するヘッド部に装着したマスク板を、開口部の
形状が異なる他のマスク板と交換することによって、同
一の吸着板を用いて各区分に形成された一群の電子部品
の各端子搭載パッドにボール状端子を搭載できる。ま
た、マスク板を吸着板の片面側に着脱可能に装着又は当
接することによって、マスク板の交換を更に容易に行う
ことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明に係るボール状端子の吸着
装置の一例を図1に示す。図1に示す吸着装置は、図1
3に示す半導体ウェハ300に作り込まれた多数個の半
導体素子202,202・・の各端子搭載パッドに、ボ
ール状端子としてのはんだボール208を搭載するため
の吸着装置である。図1の吸着装置は、内部に減圧室1
0が設けられたヘッド部12に、吸着板14が装着され
ている。この吸着板14は、減圧室10の壁面の一部を
形成すると共に、ボール状端子の吸着面も形成する。か
かる吸着板14には、半導体ウェハ300に形成された
半導体素子202の各々に対応する凹部20が形成され
ており、この凹部20の底部に半導体素子202の各端
子搭載パッドに対応する吸着孔22a、22a・・から
成る吸着孔群22が形成されている。この吸着板14に
形成された吸着孔群22,22・・は、半導体ウェハ3
00を区分した区分302a〜302lのうち、形成さ
れた半導体素子202の個数が最大となる区分302
c、302d、302i、302jの各々に形成された
各半導体素子202に対応する。更に、減圧室10の壁
部に形成された孔18、18は、吸着装置の外部に設け
られた吸引装置に接続されている。このため、吸引装置
を駆動することによって、孔18、18から空気が吸引
された減圧室10は減圧状態となり、吸着板14に形成
された各吸着孔群22の吸着孔22aの各々には、はん
だボール208が吸着される。
【0015】図1に示す吸着装置では、ヘッド部12に
装着された吸着板14の内面側に、マスク板24が密着
されて装着されている。このマスク板24は、図2に示
す様に、吸着板14に形成された所定範囲の一群の吸着
孔群22,22・・が減圧室10に臨むように開口部2
6が形成されている。かかる開口部26は、半導体ウェ
ハ300を区分した区分302a〜302lから選択さ
れた所定の区分に形成された半導体素子202,202
・・に対応する吸着孔群22,22・・の各吸着孔22
aのみにはんだボール208が吸着されるように、所定
の区分に対応する位置に、所定の区分の外周形状に倣っ
て形成されている。この様に、開口部26が形成されて
いるマスク板24は、ヘッド部12の壁部に形成された
真空吸着孔16aによって真空吸引されてヘッド部12
に装着されている。更に、吸着板14も、ヘッド部12
の壁部に形成された真空吸着孔16b及びマスク板24
に穿設された穿設孔28によって真空吸引されてマスク
板24の外面側に密着されて装着されている。従って、
真空吸着孔16a、16bの真空状態を破ることによっ
て、吸着板14及びマスク板24を容易にヘッド部12
から取り外すことができ、真空吸着孔16bのみの真空
状態を破ることによって、吸着板14をマスク板24か
ら取り外すことができる。尚、真空吸着孔16a、16
bを吸引する吸引装置と、減圧室10を吸引する吸引装
置とは、同一装置であってもよく、別々に設けた装置で
あってもよい。
【0016】図1及び図2に示す吸着装置を用いて図1
3に示す半導体ウェハ300に作り込まれた多数個の半
導体素子202,200・・の各端子搭載パッドに、ボ
ール状端子としてのはんだボール208を搭載する際に
は、図3に示す搭載装置を使用する。図3に示す搭載装
置において、ヘッド部12の移動手段として、三軸ロボ
ット30を用いる。この三軸ロボット30は、X軸32
に直角に組み合わされたY軸34には、Y軸34に対し
て垂直にZ軸(図示せず)が組み合わされている。かか
る三軸ロボット30のY軸34は、X軸32に沿って平
行にスライド可能であると共に、X軸32に対し直角方
向にもスライド可能に設けられている。更に、Z軸もY
軸34に対し垂直方向にスライド可能に設けられてい
る。この様な三軸ロボット30のZ軸に、吸着装置のヘ
ッド部12が装着されており、吸着装置はX軸32、Y
軸34、Z軸に沿って移動可能である。尚、三軸ロボッ
ト30のX軸32に沿って移動可能に設けられたθ軸に
Y軸34を装着し、θ軸を中心としてY軸34の端部を
回動可能としてもよい。
【0017】かかる三軸ロボット30を用いて図13に
示す半導体ウェハ300に作り込まれた多数個の半導体
素子202,202・・の各端子搭載パッドにはんだボ
ール208を搭載する際には、所定位置に図1に示す吸
着板14、形状及び位置が異なる開口部26が形成され
た複数枚のマスク板24a〜24i、半導体ウェハ30
0、及び多数個のはんだボール208が収納された収納
容器210を載置する。このマスク板24a〜24iの
うち、マスク板24cには、半導体ウェハ300の区分
302c、302d、302i、302jの形状に対応
して開口部26が形成されている。更に、マスク板24
aと区分302a、マスク板24bと区分302b、マ
スク板24dと区分302e、マスク板24fと区分3
02g、マスク板24gと区分302h、マスク板24
hと区分302k、及びマスク板24iと区分302l
が各々対応し、各マスク板には、各々の対応する区分の
外周形状に倣って開口部26が形成されている。また、
収納容器210では、はんだボール208を振動又は浮
遊等させて分散させている。
【0018】ここで、半導体ウェハ300の区分302
aに形成された半導体素子202,200・・の各端子
搭載パッドにはんだボール208を搭載する場合には、
先ず、区分302aに対応する位置に、区分302aに
倣った外周形状の開口部26が形成されているマスク板
24aをヘッド部12に装着する。この装着は、X軸3
2及びY軸34をスライドさせてヘッド部12をマスク
板24aの上方に移動させた後、Z軸をスライドさせて
ヘッド部12をマスク板24aに当接させ、ヘッド部1
2の壁部に形成された真空吸着孔16aを真空状態と
し、マスク板24aの周縁部を真空吸着することによっ
て行うことができる。更に、マスク板24aを吸着した
ヘッド部12を、図1に示す吸着板14が載置されてい
る上方に移動し、マスク板24aと吸着板14とを当接
させて装着する。かかる吸着板14の装着も、ヘッド部
12の壁部に形成された真空吸着孔16bを真空状態と
する真空吸着によって、吸着板14の周縁部を真空吸着
することによって行うことができる。
【0019】この様に、マスク板24aと吸着板14と
を装着したヘッド部12を、はんだボール208が収納
された収納容器210の上方に移動し、吸引装置を駆動
してヘッド部12の減圧室10を減圧状態として吸着板
14の各吸着孔22aにはんだボール208を吸着させ
る。この際に、マスク板24aの開口部26に臨む吸着
孔22aのみにはんだボール208が吸着される。更
に、吸着板14の所定の吸着孔22aにはんだボール2
08を吸着させた状態を保持しつつ、ヘッド部12を半
導体ウェハ300の区分302aの上方に移動させる。
その後、吸着板14の吸着孔22aに吸着されたはんだ
ボール208を区分302aの各端子搭載パッドに当接
させた状態で減圧室10の減圧状態を破ることによっ
て、各端子搭載パッドにはんだボール208を搭載でき
る。吸着板14に吸着したはんだボール208を各端子
搭載パッドに搭載した後、ヘッド部12を所定位置まで
移動させて真空吸着孔16bの真空を破り、吸着板14
をマスク板24aから取り外す。更に、ヘッド部12を
所定位置に移動させて真空吸着孔16aの真空を破り、
マスク板24aをヘッド部12から取り外すことによっ
て、はんだボール204を搭載する1サイクルが終了す
る。この様に、マスク板24a〜24iを順次使用する
ことによって、半導体ウェハ300の各区分に形成され
た半導体素子202,202・・の各端子搭載パッドに
はんだボール208を搭載できる。尚、半導体ウェハ3
00の半導体素子202,202・・各端子搭載パッド
には、予めスクリーン印刷等によってフラックスを塗布
しておくことが好ましい。
【0020】図1及び図2に示す吸着装置では、比較的
小径のはんだボール208を吸着すべく、ヘッド部12
に真空吸着したマスク板24の外面側に、吸着板14を
装着しているが、比較的大形のはんだボール208を吸
着する場合には、図4に示す吸着装置を使用できる。図
4に示す吸着装置では、ヘッド部12に固着した吸着板
14の外面側に、マスク板24を密着させて装着してい
る。かかる吸着装置では、マスク板24の周縁部のみを
真空吸着孔16aによって真空吸着することで足り、そ
の構造を簡単化できる。ところで、図4に示す吸着装置
では、ヘッド部12に固着した吸着板14の外面側にマ
スク板24を着脱可能に装着しているが、ヘッド部12
に固着した吸着板14の内面側にマスク板24を着脱可
能に装着するようにしてもよい。この場合、ヘッド部1
2の横壁に形成した開口部からマスク板24をスライド
させて吸着板14の内面側に装着することができる。
尚、マスク板24を吸着板14の内面側に装着したと
き、マスク板24の一部がヘッド部12の横壁に形成し
た開口部から外方に突出するようにマスク板24を形成
することによって、マスク板24の着脱を容易に行うこ
とができる。
【0021】図4に示す吸着装置では、マスク板24を
吸着板14に着脱可能に装着しているが、図5に示す様
に、はんだボール208を収納している収納容器210
の開口部にマスク板24を載置するようにしてもよい。
この場合、ヘッド部12に装着された吸着板14は、収
納容器210の開口部に載置されたマスク板24に当接
し、マスク板24の開口部26に臨む吸着孔22aのみ
にはんだボール208を吸着することができる。この様
に、ヘッド部12にマスク板24を吸着することを要し
ない場合、マスク板24をヘッド部12に吸着する吸着
時間を省略でき、はんだボール208の搭載に要する搭
載時間を短縮できる。図5において、マスク板12は、
収納容器210の内壁面に沿って形成された載置台25
上に着脱可能に載置される。このため、図13に示す半
導体ウェハ300に作り込まれた半導体素子202,2
02・・の各端子搭載パッドに、はんだボール208を
搭載する際には、図6に示す様に、吸着装置のヘッド部
12の移動手段として用いる三軸ロボット30の他に、
複数枚のマスク板24a〜24iの各々を収納容器21
0の載置台25に順次搭載するマスク板搭載装置50が
必要となる。
【0022】図6に示すマスク板搭載装置50は、はん
だボール208の搭載装置として用いる三軸ロボット3
0と同様の三軸ロボットである。この三軸ロボットは、
X軸52に直角に組み合わされたY軸54には、Y軸5
4に対して垂直にZ軸(図示せず)が組み合わされてい
る。かかる三軸ロボットのY軸54は、X軸52に沿っ
て平行にスライド可能であると共に、X軸52に対して
直角方向にもスライド可能に設けられている。更に、Z
軸もY軸54に対して垂直方向にスライド可能に設けら
れている。かかる三軸ロボットのZ軸に、マスク板を着
脱自在に把持する把持装着56が設けられており、把持
装置56はX軸52、Y軸54、Z軸に沿って移動可能
である。尚、把持装置56には、マスク板を着脱可能に
吸着する真空吸着手段等の把持手段が設けられている。
【0023】図6に示す装置を用いて図13に示す半導
体ウェハ300に形成された半導体素子202,202
・・の各端子搭載パッドに、はんだボール208を搭載
する際には、形状及び位置が異なる開口部が形成された
複数枚のマスク板24a〜24i、半導体ウェハ30
0、及び収納された多数個のはんだボール208を振動
又は浮遊等によって分散している収納容器210を載置
する。かかるマスク板24a〜24iの各々と半導体ウ
ェハ300の各区分との対応は、図1に示す場合と同様
であるため、詳細な説明を省略する。ここで、半導体ウ
ェハ300の区分302aに形成された半導体素子20
2,202・・の各端子搭載パッドにはんだボール20
8を搭載する場合について説明すると、先ず、区分30
2aに対応する位置に、区分302aの外周形状に倣っ
て開口部26が形成されているマスク板24aを、マス
ク板搭載装置50によって収納容器210の開口部に載
置する。かかるマスク板24aの載置は、マスク板搭載
装置50のY軸54をスライドし、把持装置56に設け
られた真空吸着手段をマスク板24aの上方に移動させ
た後、Z軸をスライドさせて把持装置56の真空吸着手
段をマスク板24aに当接させて真空吸着し、マスク板
24aを把持する。
【0024】更に、マスク板24aを把持した把持装置
56を、X軸52、Y軸54、Z軸に沿って移動し、は
んだボール208が収納された収納容器210の上方に
移動する。収納容器210の上方に移動したマスク板2
4aを、収納容器210の内壁面に沿って設けられた載
置台25に当接した後、把持装置56の真空吸着手段の
真空を破ることによって、マスク板24aを載置台25
に載置できる。次いで、図5に示す吸着装置のヘッド部
12がZ軸に装着された三軸ロボット30を用い、Y軸
34及びZ軸をスライドさせることによって、ヘッド部
12に装着された吸着板14を、収納容器210の開口
部に載置したマスク板24aに当接せしめ、マスク板2
4aの開口部26に臨む吸着孔22aのみにはんだボー
ル208を吸着する。その後、吸着板14の所定の吸着
孔22aにはんだボール208を吸着させた状態を保持
しつつ、ヘッド部12を半導体ウェハ300の区分30
2aの上方に移動させる。更に、吸着板14の吸着孔2
2aに吸着されたはんだボール208を区分302aの
半導体素子202,202の各端子搭載パッドに当接さ
せた状態で減圧室10の減圧状態を破ることにより、各
端子搭載パッドにはんだボール208を搭載できる。
【0025】吸着板14に吸着したはんだボール208
を各端子搭載パッドに搭載した後、マスク板24aを収
納容器210の開口部に搭載した場合の手順と逆の手順
でマスク板搭載装置50を動作せしめ、収納容器210
の開口部に載置されたマスク板24aを取り外し所定位
置に移動させることによって、はんだボール204を搭
載する1サイクルが終了する。この様に、マスク板24
a〜24iを順次使用することによって、半導体ウェハ
300の各区分に形成された半導体素子202,202
・・の各端子搭載パッドにはんだボール208を搭載で
きる。尚、半導体ウェハ300に形成された半導体素子
202,202・・の各端子搭載パッドには、予めスク
リーン印刷等によってフラックスを塗布しておくことが
好ましい。
【0026】ところで、最近、図9に示すBGA型半導
体装置でも、半導体素子104の高集積化等が進展し、
多数個の外部接続端子を装着することが必要となってき
た。このため、外部接続端子としてのはんだボール11
0を、端子搭載パッド108、108・・に搭載する際
に、吸着装置を採用することが多くなってきた。かかる
BGA型半導体装置に用いられる吸着装置の一例を図7
に示す。図7の吸着装置では、内部に減圧室10が設け
られたヘッド部12に固着されたマスク板24に、吸着
板14が固着されており、マスク板24と吸着板14と
は、減圧室10の壁面の一部を形成する。かかる吸着板
14には、BGA型半導体装置の各々に対応する吸着孔
群22が形成されており、吸着孔群22を形成するマト
リックス状に開口された吸着孔22aの各々は、BGA
型半導体装置の端子搭載パッド108に対応している。
【0027】更に、マスク板24には、BGA型半導体
装置に形成された端子搭載パッド108の形成範囲に倣
って、吸着板14側の面に開口されている凹溝40が形
成されている。図7に示すマスク板24には、図8に示
す様に、吸着板14側の面に「ロ」字状に開口されてい
る凹溝40が形成されている。この凹溝40の底部に
は、減圧室10に連通する連通孔42、42・・が穿設
されており、凹溝40内を減圧できる。かかるマスク板
24が装着された吸着板14では、図7に示す様に、マ
スク板24に形成された凹溝40が開口されている部分
の吸着孔22a、22a・・のみが減圧室10に連通さ
れ、はんだボール110を吸着できる。尚、図7に示す
吸着板14には、三個のBGA型半導体装置を形成す
る、三個の樹脂回路基板が連接されて成る基板の各ボー
ル状端子搭載パッドに、はんだボール110を同時に搭
載可能とすべく、吸着孔22a、22a・・から成る吸
着孔群22を所定間隔を介して三群形成してある。
【0028】図7に示す吸着装置では、ヘッド部12に
マスク板24及び吸着板14を固着したが、図1に示す
様に、両者を真空吸着等によってヘッド部12に着脱可
能に装着してもよい。また、図4に示す様に、ヘッド部
12に固着した吸着板14に、マスク板24を真空吸着
等によって着脱可能に装着してもよい。また、図1〜6
においては、半導体ウェハに形成された多数個の半導体
素子の各端子搭載パッドにボール状端子を搭載するボー
ル状端子の吸着装置、ボール状端子の吸着装置用マスク
板、及びボール状端子の搭載方法について説明してきた
が、本発明は図9に示されるBGA型半導体装置に用い
られる回路着基板等の電子部品が多数個形成されてなる
成る基板に対しても、その基板に形成された各電子部品
の端子搭載パッドにボール状端子を搭載する際にも適用
できる。
【0029】
【発明の効果】本発明に係る吸着装置によれば、多数個
の半導体素子や回路基板等の電子部品が形成された半導
体ウェハ等の基板を複数の区分に分け、区分の各々に形
成された電子部品の各端子搭載パッドにボール状端子を
搭載する際に、吸着装置を構成するヘッド部に各区分に
適合するマスク板を選択して装着することによって、同
一の吸着板を用いて基板に形成された多数個の電子部品
の各端子搭載パッドにボール状端子を搭載できる。この
ため、各区分毎に形成された電子部品の各端子搭載パッ
ドに適合する吸着孔を形成した吸着板を形成する場合に
比較して、半導体装置等の最終製品の製造コストを低減
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る吸着装置の一例を説明するための
断面図である。
【図2】図1に示す吸着装置に用いたマスク板24を説
明するための平面図である。
【図3】図1に示す吸着装置を用いたボール状端子の搭
載装置を説明するための概略図である。
【図4】本発明に係る吸着装置の他の例を説明するため
の断面図である。
【図5】本発明に係る吸着装置の他の例を説明するため
の断面図である。
【図6】図6に示す吸着装置を用いたボール状端子の搭
載装置を説明するための概略図である。
【図7】BGA型半導体装置の端子搭載パッドにボール
状端子を装着する吸着装置を説明するための断面図であ
る。
【図8】図7に示す吸着装置に用いたマスク板24を説
明する部分平面図である。
【図9】半導体装置の一例を説明するための断面図であ
る。
【図10】ボール状端子としてのはんだボールを吸着す
る吸着装置の動作を説明するための説明図である。
【図11】ボール状端子としてのはんだボールを吸着す
る吸着装置の動作を説明するための説明図である。
【図12】半導体装置の他の例を説明するための断面図
である。
【図13】半導体ウェハではんだボールを搭載する際
に、はんだボールを一度に搭載する範囲を説明する平面
図である。
【符号の説明】
10 減圧室 12 ヘッド部 14 吸着板 16a、16b 真空吸着孔 18 孔 20 凹部 22a 吸着孔 22 吸着孔群 24 マスク板 26 開口部 28 穿設孔 30 三軸ロボット 32、52 X軸 34、54 Y軸 40 凹溝 42 連通孔 50 マスク板搭載装置 56 把持装置 202 半導体素子 300 半導体ウェハ 302 区分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−18209(JP,A) 特開 平7−251263(JP,A) 特開 平8−288288(JP,A) 特開2000−269257(JP,A) 特開2000−269253(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/12 B23K 3/06 H01L 21/60 H05K 3/34

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数個の半導体素子等の電子部品が形成
    された半導体ウェハ等の基板を複数の区分に分け、前記
    区分の各々に形成された複数個の電子部品から成る一群
    の電子部品の各端子搭載パッドにボール状端子を搭載す
    る搭載装置に用いられるボール状端子の吸着装置であっ
    て、 該吸着装置を構成するヘッド部に装着される前記ボール
    状端子の吸着板には、前記基板を区分する複数の区分の
    うち、形成された電子部品の個数が最大となる区分に属
    する各電子部品に対応して形成された凹部の底部に、前
    記凹部に対応する電子部品の各端子搭載パッドに搭載す
    ボール状端子を吸着する吸着孔から成る吸着孔群が穿
    設され、 且つ前記吸着板に穿設された吸着孔のうち、前記複数の
    区分から選ばれた所定の区分に形成された一群の電子部
    品の各端子搭載パッドに対応する吸着孔のみに前記ボー
    ル状端子が吸着されるように、前記所定の区分の外周形
    状に倣って開口部が形成されて成るマスク板が、前記吸
    着板の片面側に装着されていることを特徴とするボール
    状端子の吸着装置。
  2. 【請求項2】 吸着板とマスク板とが、ヘッド部に着脱
    可能であって、前記ヘッド部に装着された吸着板の内面
    側に、前記マスク板が装着されている請求項1記載のボ
    ール状端子の吸着装置。
  3. 【請求項3】 ヘッド部に固着された吸着板の内面側又
    は外面側に、マスク板が着脱可能に装着されている請求
    項1記載のボール状端子の吸着装置。
  4. 【請求項4】 吸着板及び/又はマスク板が、ヘッド部
    に着脱可能に装着されるように、前記吸着板及び/又は
    マスク板の周縁部がヘッド部に真空吸着されている請求
    項1〜3のいずれか一項記載のボール状端子の吸着装
    置。
  5. 【請求項5】 多数個の半導体素子等の電子部品が形成
    された半導体ウェハ等の基板を複数の区分に分け、前記
    区分の各々に形成された複数個の電子部品から成る一群
    の電子部品の各端子搭載パッドにボール状端子を搭載す
    る搭載装置に用いられるボール状端子の吸着装置であっ
    て、 該吸着装置を構成するヘッド部に装着され、前記基板を
    区分する複数の区分のうち、形成された電子部品の個数
    が最大となる区分の端子搭載パッドに対応して、前記ボ
    ール状端子を吸着する吸着孔が穿設された吸着板と、 収納容器に収納された前記ボール状端子に、前記吸着板
    が接離動可能となるように前記ヘッド部を移動する移動
    手段と、 前記吸着板に穿設された吸着孔のうち、前記区分から選
    ばれた所定の区分に形成された一群の電子部品の各端子
    搭載パッドに対応する吸着孔のみに前記ボール状端子が
    吸着されるように、前記所定の区分の外周形状に倣って
    開口部が形成されて成るマスク板とを具備し、 前記ヘッド部が前記収納容器に収納されたボール状端子
    に近接した際に、前記マスク板が吸着板の外面側に当接
    するように、前記マスク板が収納容器に着脱可能に設け
    られていることを特徴とするボール状端子の吸着装置。
  6. 【請求項6】 多数個の半導体素子等の電子部品が形成
    された半導体ウェハ等の基板を複数の区分に分け、前記
    区分の各々に形成された複数個の電子部品から成る一群
    の電子部品の各端子搭載パッドにボール状端子を搭載す
    際に、 該ボール状端子を吸着する吸着装置として、前記吸着装
    置を構成するヘッド部に装着される前記ボール状端子の
    吸着板には、前記基板を区分する複数の区分のうち、形
    成された電子部品の個数が最大となる区分に属する各電
    子部品に対応して形成された凹部の底部に、前記凹部に
    対応する電子部品の各端子搭載パッドに搭載するボール
    状端子を吸着する吸着孔から成る吸着孔群が穿設され、 且つ前記吸着板に穿設された吸着孔のうち、前記複数の
    区分から選ばれた所定の区分に形成された一群の電子部
    品の各端子搭載パッドに対応する吸着孔のみに前記ボー
    ル状端子が吸着されるように、前記所定の区分の外周形
    状に倣って開口部が形成されて成るマスク板が、前記吸
    着板の片面側に装着されている吸着装置を用い、 前記吸着板の片面側に着脱可能に装着されたマスク板
    を、形状及び/又は位置が異なる開口部が形成された他
    のマスク板と交換しつつ、各区分に形成された一群の電
    子部品の各端子搭載パッドにボール状端子を搭載する
    とを特徴とするボール状端子の搭載方法
  7. 【請求項7】 吸着板とマスク板とを、ヘッド部に着脱
    可能に装着すると共に、前記ヘッド部に装着した吸着板
    の内面側に前記マスク板を装着し、前記マス ク板を交換
    する際に、前記吸着板を取り外す請求項6記載のボール
    状端子の搭載方法
  8. 【請求項8】 ヘッド部に吸着板を固着し、前記吸着板
    の内面側又は外面側にマスク板を着脱可能に装着し、前
    記マスク板を交換する際に、前記吸着板を取り外すこと
    なくマスク板を取り外す請求項6又は請求項7記載の
    ール状端子の搭載方法。
  9. 【請求項9】 吸着板及び/又はマスク板を、ヘッド部
    に着脱可能に装着すべく、前記吸着板及び/又はマスク
    板の周縁部をヘッド部に真空吸着する請求項6〜8のい
    ずれか一項記載のボール状端子の搭載方法。
  10. 【請求項10】 多数個の半導体素子等の電子部品が形
    成された半導体ウェハ等の基板を複数の区分に分け、前
    記区分の各々に形成された複数個の電子部品から成る一
    群の電子部品の各端子搭載パッドに、ボール状端子を吸
    着する吸着装置を用いて搭載する際に、 該吸着装置として、前記基板を区分する複数の区分のう
    ち、形成された電子部品の個数が最大となる区分の端子
    搭載パッドに対応して、前記ボール状端子を吸着する吸
    着孔が穿設された吸着板と、前記吸着板がボール状端子
    の吸着面に装着されたヘッド部と、収納容器に収納され
    た前記ボール状端子に、前記吸着板が接離動可能となる
    ように前記ヘッド部を移動する移動手段と、 前記吸着板に穿設された吸着孔のうち、前記複数の区分
    から選ばれた所定の区分に形成された一群の電子部品の
    各端子搭載パッドに対応する吸着孔のみに前記ボール状
    端子が吸着されるように、前記所定の区分毎の外周形状
    に倣って開口部が形成されている複数枚のマスクとを備
    え、 前記ヘッド部が前記収納容器に収納されたボール状端子
    に近接した際に、前記マスク板が吸着板の外面側に当接
    するように、前記マスク板が収納容器に着脱可能に設け
    られている吸着装置を用い、 前記収納容器に設けられているマスク板を、形状及び/
    又は位置が異なる開口部が形成された他のマスク板と交
    換しつつ、各区分に形成された一群の電子部品の各端子
    搭載パッドにボール状端子を搭載することを特徴とする
    ボール状端子の搭載方法。
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