JP3366155B2 - バンプ形成方法及びバンプ形成装置 - Google Patents
バンプ形成方法及びバンプ形成装置Info
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- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
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Description
ンプを形成するバンプ形成方法及びバンプ形成装置に関
するものである。
れる電子回路基板などでは、その下面に格子状または千
鳥格子状に配置した複数の端子電極を設け、それらと対
応する回路基板の回路電極とを、突出接点(例えばはん
だバンプ)により接続する構造が採用されるようになっ
ている。
SP5,284,287に開示されたものがある。この
米国特許には、吸着ヘッドに真空吸引されたはんだボー
ルをフラックス液槽に浸漬することによりはんだボール
にフラックスを供給し、このはんだボールを電子回路基
板に形成されたパッド(接続端子)上に転写し、フラッ
クスの粘着力によりはんだボールを粘着保持した電子回
路基板を加熱(リフロー)することにより、はんだバン
プを形成する技術が開示されている。
方法には下記の問題がある。
んだボールをフラックス液槽に浸漬する際にフラックス
がはんだボールを覆うように濡れあがり、吸着ヘッドを
汚染する現象が観察される。図14において、4ははん
だボール1を真空吸引する吸着ヘッド、3はフラック
ス、17はフラックスの入っている容器の底部である。
一度、フラックス3が吸着ヘッド4を汚染すると、フラ
ックス3の粘着力により吸着ヘッド4から基板へのはん
だボール1の転写搭載が不確実となるため、その際、吸
着ヘッド4の清掃作業が必要となるという問題が発生す
る。
るはんだボール1の直径は小径化することが予想される
が、その際には吸着ヘッド4とそれに吸着されたはんだ
ボール1の下端の距離も小さくなる。このため、フラッ
クス3は、ますます濡れ上がり、吸着ヘッド4を汚染し
易くなる傾向にある。
の酸化膜をリフロー時に除去するためのものであり、濡
れ性が良いものが望まれている。
は、使用するフラックスの開発が難しくなり、はんだボ
ールを用い、はんだバンプを形成する方法が使用できな
くなる。
はんだバンプを形成する際に、はんだボールを吸着して
いる吸着ヘッドへのフラックスの濡れ上がりによる汚染
を防ぐようになしたバンプ形成方法及びバンプ形成装置
を提供することを目的とする。
に本発明のバンプ形成方法においては、複数個のはんだ
ボールを吸着ヘッドにより吸着・整列し、この吸着ヘッ
ドに吸着・整列された複数個のはんだボールをフラック
ス等の固定液に浸漬し、しかる後このはんだボールを基
板上に転写搭載し、はんだボールが転写搭載された基板
をリフローすることによって基板上にバンプを形成する
ようになしたバンプ形成方法において、上記はんだボー
ルの固定液への浸漬工程は、固定液に流動抵抗を与える
抵抗板をその固定液表面近傍に備えた固定液供給装置へ
の浸漬工程からなり、上記吸着ヘッドへの固定液の付着
を抑止するように構成したことを特徴とする。
は、複数個のはんだボールを収容するはんだボール収容
部と、該はんだボール収容部内のはんだボールを吸着・
整列せしめる吸着ヘッドと、該吸着ヘッドに吸着・整列
された複数個のはんだボールの下面にフラックス等の固
定液を供給する固定液供給装置と、上記吸着ヘッドのは
んだボール収容部への移動及び固定液供給装置への移動
並びに下面に固定液が供給されたはんだボールを基板に
転写搭載するための基板への移動を行う搬送手段を備
え、はんだボールが転写搭載された基板をリフローする
ようになしたバンプ形成装置において、上記固定液供給
装置の固定液表面近傍に、固定液に対して流動抵抗を与
える抵抗板を設け、上記はんだボールの固定液への浸漬
時に上記吸着ヘッドへの固定液の付着を抑止するように
構成したことを特徴とする。
スに浸漬する際のはんだボール下方に配置させること
で、はんだボールをフラックスに浸漬した際に周囲より
流入してくるフラックス量を制限でき、そのため、はん
だボールに過剰のフラックスが濡れ上がることを防止で
き、フラックスにより吸着ヘッドが汚染することが防止
できるものである。
詳細に説明する。
方法を実現するはんだバンプ形成装置の第一の実施例の
全体構成図である。また、図2は、第一の実施例におけ
るバンプ形成方法の動作フローである。これらの図によ
り、はんだバンプの形成方法について説明する。また、
必要に応じて図3ないし図8を併用する。
るように、複数個のはんだボールを収容するはんだボー
ル収容部101と、このはんだボール収容部101内の
はんだボールを吸着・整列するための治具である吸着ヘ
ッド4と、吸着ヘッド4に吸着されているはんだボール
にフラックスを供給するフラックス供給部(固定液供給
装置)102と、吸着ヘッド4に吸着されているはんだ
ボールを電子回路基板上に転写搭載する転写搭載部10
3の3つのステーション、および吸着ヘッド4を各ステ
ーション間で移動させたり、各ステーションにおいて上
下方向に移動させるのに使われる搬送手段(ロボット)
104を備え、また図示されていない市販のリフロー炉
から構成される。以下、特に断らない限り、吸着ヘッド
4の移動はロボット104によって行われる。
1に移動し、そこではんだボールを真空吸着する。本ス
テーションで、はんだボールは、吸着ヘッド4に必要数
だけ整列した状態で吸着される。はんだボールの吸着が
完了した様子を図3に示す。図3において1ははんだボ
ール、4は吸着ヘッド本体、6ははんだボールを電子回
路基板上に転写搭載する際に使用する押し出しピンであ
る。なお、図3中では吸着ヘッドについては断面図とし
ている。吸着ヘッドへのボール整列方法については、特
開平3−225832号公報にその方法が開示されてお
り、たとえば同方法によればよい。
02に移動する。吸着ヘッド4は下降し、フラックス液
槽にはんだボール1を浸漬することで、はんだボール1
にフラックスを供給する。はんだボールをフラックス液
槽に浸漬している状態を図4に示す。図4において、3
はフラックス、18はフラックス液槽、16は抵抗板、
10は弾性体である。なお、図4中ではフラックス3、
フラックス液槽18については断面図としている。弾性
体10は、はんだボール1をフラックス3に浸漬する際
に、はんだボール1が抵抗板16に接触したりすること
により、はんだボール1に荷重が加わり、はんだボール
1が吸着ヘッド4から離脱することを防ぐためのクッシ
ョン材となる。
た後、吸着ヘッド4は上昇する。この状態を図5a)お
よびb)に示す。また、図5a)中の3aは、比較的粘
性の大きいフラックスがはんだボール1に供給された状
態を示し、図5b)中の3bは、比較的粘性の小さいフ
ラックスがはんだボール1に供給された状態を示す。
載部103に移動し、はんだボールを転写搭載する電子
回路基板上方に位置決めされる。そして吸着ヘッド4を
下降させ、電子回路基板のパッド上にはんだボールを転
写搭載する。この状態を図6に示す。図6において、2
は電子回路基板、7は基板2のパッド、6は押し出しピ
ンである。図6に示したように、はんだボール1を電子
回路基板2のパッド7上に転写搭載する際には、はんだ
ボール1を吸着ヘッド4に吸着している真空を開放し、
同時に押し出しピン6でもってはんだボール1を押し出
し、パッド7上へのはんだボール1の転写搭載を確実に
行なう。なお、本装置では押し出しピンの駆動は例えば
エアシリンダによって行われる。これにより、はんだボ
ール1はフラックス3の粘着力によりパッド7上に仮固
定される。なお、図6において吸着ヘッド4と電子回路
基板2は断面図となっている。はんだボール1の転写搭
載が完了した電子回路基板の状態を図7に示す。図7に
おける符号は今までの構成要素と同じ符号を付してい
る。
んだボールが転写搭載された基板2は、コンベア等によ
りリフロー炉内に搬送される。はんだボール1は、リフ
ロー炉において加熱、溶融し、その後冷却されることに
よりはんだバンプが形成される。はんだバンプが形成さ
れた電子回路基板を図8に示す。図8において11がは
んだバンプである。なお、図8においては、パッド7お
よび電子回路基板2については断面図となっている。
クス供給部102に設けたことで、フラックス3をはん
だボール1に供給する際に、フラックス3が吸着ヘッド
4にまで濡れ上がることを制限することができ、従来と
同じフラックスを使用しても、吸着ヘッド4を汚染する
ことがなくなる。このため、吸着ヘッド4は清浄に保た
れ、はんだバンプ形成装置の安定稼働が可能となるとい
う効果がある。
抵抗板16を板状のものとしたが、フラックス3に流動
抵抗を与えるものであれば、板状のものでなくても、同
様の効果が得られる。図9に抵抗板として網状のものを
使用したフラックス供給部を示す。図9において、18
がフラックス液槽、19が網状の抵抗板、10は弾性体
である。
図10ないし図13を用い、説明する。
図4または図9に示したものを使用したが、フラックス
供給装置として図10に示すようなものを使用しても良
い。図10に示すフラックス供給装置以外の手段は図1
に示したものと同じものを使用することができる。図1
0において8は円盤、9はスキージ、3はフラックス、
5はフラックス液膜、14は円盤回転用のモータであ
る。スキージ9は、上下機構12により円盤8の上面と
の間隔を調整することができるようになっている。円盤
8は、モータ14の駆動力により回転軸を中心に回転
し、フラックス3を塗り広げ、フラックス液膜5を形成
する。形成されたフラックス液膜5に吸着ヘッド4に吸
着したはんだボール1を浸漬させることで、それらはん
だボール1に対してフラックスの供給が可能となる。
給部により、フラックス液膜5を形成している状態を示
す図である。図11において3がフラックス、9がスキ
ージ、8が円盤、5がフラックス液膜である。円盤8が
回転運動することで円盤8上のフラックス3が液膜状に
塗り広げられ、フラックス液膜5が形成される。
給部により、凹みのあるフラックス液膜15を再生して
いる状態を示す図である。フラックス液膜の再生は、は
んだボール1へのフラックス3の供給によりフラックス
液膜15に多くの凹みが発生し、液膜の再生が必要とな
った場合に行われる。スキージ9と円盤8間にはさまれ
たフラックス3がロールしてフラックス3を凹みに埋め
ることで液膜5の再生が行われる。
広げられている円盤8が、フラックスに流動抵抗を与え
る抵抗板を兼ねることとなる。これによりフラックス供
給装置のフラックスが溜まっている部分の構造がプレー
ト状となり、簡単なものになる。このため、フラックス
の交換や装置の保守が容易になるという効果が、第一の
実施例の効果に加え存在する。
の効果を示すデータを図13に示す。本データは千住金
属工業株式会社製フラックスであるデルタラックス52
7(商品名)(粘度は8000cP)、田中貴金属販売
株式会社製の直径0.76mm共晶はんだボールを使用
して計測された。また、吸着ヘッド4はステンレス鋼製
で、はんだボール吸着部が突起状となったものを使用
し、抵抗板もステンレス鋼製のものを使用した。図13
において、4は吸着ヘッド、1ははんだボール、5はフ
ラックス液膜、8は抵抗板(円盤)である。
6mmとした場合、はんだボール1がフラックス液面に
軽く触れただけで、フラックスは、吸着ヘッド4へ濡れ
上がり、吸着ヘッド4を汚染してしまう。しかし、フラ
ックス液面より0.4mm下方に抵抗板8を設けた場
合、フラックスの濡れ上がりは吸着ヘッドにわずかに届
かない範囲にとどまり、さらにフラックス液面より0.
2mm下方に抵抗板8を設けるようにすると、フラック
スの濡れ上がりは更に減少し、安全な範囲にとどまる。
このようにはんだボール下端から抵抗板までの距離を変
えることによりフラックスの濡れ上がりを制限すること
ができる。そして、吸着ヘッド4のフラックスによる汚
染が原因の不具合を解消することができる。
を使用したが、それ以外の導電性ボールや導電性の円柱
などを、更には導電性を必要としない場合には非導電性
のボールや円柱でも同等の効果が得られる。
たが、はんだペーストなどを使用しても同等の効果が得
られる。
クスに浸漬する際に、はんだボール近傍に抵抗板を設け
たので、吸着ヘッドへフラックスが濡れ上がり難くなる
ため、従来使用していたものより濡れ性の良いフラック
スを簡単な機構で継続的にはんだボールに対して供給す
ることが可能となる。
成装置の全体構成図である。
成方法の動作フロー図である。
において、はんだボールを吸着ヘッドにて真空吸着した
状態を示した図(部分断面図)である。
のフラックス供給部(固定液供給装置)において、はん
だボールにフラックスに浸漬することによりフラックス
を供給している状態を示した図(部分断面図)である。
において、吸着ヘッドにより吸着されたはんだボールに
フラックスを供給した後の状態を示した図である。
において、はんだボールを電子回路基板のパッド上に転
写搭載している状態を示した図(部分断面図)である。
を電子回路基板のパッド上に転写搭載した後の状態を示
した図(部分断面図)である。
が転写された基板がリフローされ、各パッド上にはんだ
バンプが形成された状態を示した図(部分断面図)であ
る。
におけるフラックス供給部(フラックス供給装置)の他
の実施例を示した図(部分断面図)である。
給部(フラックス供給装置)の外観図である。
(フラックス供給装置)において、フラックス液膜を形
成している状態を示した図である。
(フラックス供給装置)において、フラックス液膜に凹
みのあるフラックス液膜を再生している状態を示す図
(部分断面図)である。
(フラックス供給装置)において、フラックス液面から
抵抗板までの距離に対するはんだボールへのフラックス
の濡れ上がりの様子の変化を示す実験結果図である。
容器に浸漬し、はんだボールにフラックスを供給した際
のフラックスの濡れ上がりの様子を示した図である。
Claims (4)
- 【請求項1】複数個のはんだボールを吸着ヘッドにより
吸着・整列し、 該吸着ヘッドに吸着・整列された複数個のはんだボール
を固定液に浸漬し、 該はんだボールを基板上に転写搭載し、 該はんだボールを転写搭載した基板をリフローすること
によって基板上にバンプを形成するバンプ形成方法にお
いて、 前記はんだボールの固定液への浸漬工程は、固定液に流
動抵抗を与える抵抗板を前記固定液の入った容器内に備
え、前記吸着ヘッドへの固定液の付着を防止することを
特徴とするバンプ形成方法。 - 【請求項2】複数個のはんだボールを収容するはんだボ
ール収容部と、 該はんだボール収容部内のはんだボールを吸着・整列せ
しめる吸着ヘッドと、 該吸着ヘッドに吸着・整列された複数個のはんだボール
の下面に固定液を供給する固定液供給装置と、 前記吸着ヘッドを、前記はんだボール収容部、前記固定
液供給装置及びはんだボールを基板に転写搭載位置へと
移動させる搬送手段とを備え、はんだボールを転写搭載
した基板をリフローするバンプ形成装置において、 前記固定液供給装置を構成する固定液の入った容器内
に、前記固定液に対して流動抵抗を与える抵抗板を設
け、前記はんだボールの固定液への浸漬時に前記吸着ヘ
ッドへの固定液の付着を防止することを特徴とするバン
プ形成装置。 - 【請求項3】前記固定液供給装置の固定液面と前記抵抗
板までの距離を、はんだボールの直径が0.76mmで
あるときに0.2mm〜0.4mmにしたことを特徴と
する請求項2記載のバンプ形成装置。 - 【請求項4】前記吸着ヘッドは、クッション材を介して
前記搬送手段に取り付けられていることを特徴とする請
求項2記載のバンプ形成装置。
Priority Applications (1)
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JP13904995A JP3366155B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | バンプ形成方法及びバンプ形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13904995A JP3366155B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | バンプ形成方法及びバンプ形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08335771A JPH08335771A (ja) | 1996-12-17 |
JP3366155B2 true JP3366155B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=15236285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13904995A Expired - Fee Related JP3366155B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | バンプ形成方法及びバンプ形成装置 |
Country Status (1)
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US6003753A (en) * | 1997-07-14 | 1999-12-21 | Motorola, Inc. | Air-blow solder ball loading system for micro ball grid arrays |
KR100479914B1 (ko) * | 1997-09-22 | 2005-06-16 | 삼성테크윈 주식회사 | 볼그리드어레이패키지용볼흡착장치 |
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JP2008153324A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Texas Instr Japan Ltd | マイクロボール搭載方法および搭載装置 |
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-
1995
- 1995-06-06 JP JP13904995A patent/JP3366155B2/ja not_active Expired - Fee Related
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