JP3409635B2 - テープ状ワークのプラズマクリーニング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テープ状のワーク
の表面をクリーニングするテープ状ワークのプラズマク
リーニング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品の製造方法として、ＴＡＢ（Ｔ
ａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）法が知
られている。ＴＡＢ法は、ポリイミドやガラス繊維を含
んだ樹脂フィルムで製造されたテープ状ワークの表面に
チップを搭載し、チップの電極とテープ状ワークの表面
に形成された電極をワイヤやバンプなどで接続し、また
必要に応じチップやワイヤを樹脂封止するものである。

【０００３】この場合、ワイヤやバンプと電極の接着性
を向上させることが望ましく、また封止樹脂と樹脂フィ
ルムから成るテープ状ワークとの接着性を向上させるこ
とが望ましい。

【０００４】ところで、プリント基板に電子部品を実装
する前やワイヤボンディングを行う前に、プラズマクリ
ーニング装置によりプリント基板の表面をクリーニング
することが知られている（例えば、特開平４−３１１０
４７号公報）。プラズマクリーニングは、プリント基板
を真空チャンバ内に収納し、プラズマを発生させてイオ
ンをプリント基板の表面に衝突させることにより、表面
をクリーニングするものである。プリント基板をプラズ
マクリーニングすれば、回路パターンの電極の汚れが除
去され、ワイヤやバンプと電極の接着性は大幅に向上す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、上記テープ状
ワークも、プリント基板と同様にプラズマクリーニング
を施すことが考えられる。ところが、テープ状ワークは
連続した長尺物であり、従来のプラズマクリーニング装
置では、プリント基板のように真空チャンバ内に収納し
てプラズマクリーニングを行うことができない。

【０００６】そこで本発明は、連続したテープ状のワー
クの表面を作業性よくプラズマクリーニングすることが
できるプラズマクリーニング装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のプラズマ
クリーニング装置は、ベース部材と、ベース部材上に配
置されて真空チャンバを形成する蓋部と、蓋部を上下動
させて真空チャンバを開閉する開閉手段と、下部電極
と、下部電極に高周波電圧を印加する高周波電源装置
と、真空チャンバ内を真空吸引する真空吸引装置と、真
空チャンバ内にプラズマ発生用ガスを供給するプラズマ
ガス供給装置と、真空チャンバの外部に設けられた供給
リールと、この供給リールに卷回されたテープ状のワー
クを導出してテープ状のワークを前記ベース部材と前記
蓋部の間を走行させる走行手段とを備えた。請求項２記
載のプラズマクリーニング装置は、請求項１記載のプラ
ズマクリーニング装置であって、前記蓋部が接地電極を
兼ねる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明によれば、連続したテープ
状のワークを真空チャンバ内で走行させ、テープ状のワ
ークが真空チャンバの内部と外部で連通した状態で真空
チャンバ内を所定の真空度に維持することにより、テー
プ状のワークの表面のプラズマクリーニングを行うこと
ができる。

【０００９】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１のプラズマクリーニング装置の正面図、図２は同プ
ラズマクリーニング装置の真空チャンバの斜視図、図３
は同プラズマクリーニング装置の真空チャンバの断面
図、図４（ａ）、（ｂ）は同プラズマクリーニング装置
のテープ状のワークの平面図、図５は同プラズマクリー
ニング装置のテープ状のワークの断面図である。

【００１０】まず、図１を参照してプラズマクリーニン
グ装置の全体構造を説明する。図１において、１は基台
であり、基台１上に以下説明する各要素が配設されてい
る。２は供給リールであり、テープ状のワーク３が卷回
されている。ここで、テープ状のワーク３について図４
および図５を参照して説明する。ワーク３はポリイミド
やガラス繊維を含んだ樹脂などの樹脂フィルムで製作さ
れている。図４（ａ）に示すように、ワーク３の両縁部
には多数の搬送用のスプロケットホール３０が設けられ
ている。ワーク３には、ピッチをおいてアイランド３２
が形成されており、アイランド３２の周囲には多数の電
極３１が設けられている。また、アイランド３２と電極
３１は連結電極３９および３８によって共通電極３３と
連結されている。共通電極３３はメッキ工程にてメッキ
電源に接続され、ワーク３の各電極に電解メッキのため
の電位を与えるものであり、ワーク３の長手方向に沿っ
て形成されている。図４（ｂ）に示す４４は、共通電極
３３の一部がパンチによって打ち抜かれた切除部を示し
ており、これについては後述する。

【００１１】次に、図５を参照してワーク３の断面につ
いて説明する。図５において、ワーク３の上面には電極
３１、アイランド３２が形成されている。電極３１は３
つの層より形成されており、下側からＣｕ層３１ａ、Ｎ
ｉ層３１ｂおよびＡｕ層３１ｃより成る。アイランド３
２も同様に下側からＣｕ層３２ａ、Ｎｉ層３２ｂおよび
Ａｕ層３２ｃより成る。電極３１の下側には、スルーホ
ール３７がワーク３の下面に貫通して設けられている。
ワーク３の下面のスルーホール３７の位置には、後工程
でバンプ４０が形成される。

【００１２】３４はチップであり、後工程でアイランド
３２上にボンディングされる。その後、ワイヤボンディ
ング工程にてチップ３４の電極と電極３１とをワイヤ３
５で接続する。電極３１とワイヤ３５との密着性を高め
るためには、電極３１の表面Ａをクリーニングすること
が望ましい。また、ワーク３上のチップ３４はワイヤボ
ンディング後に樹脂３６によって封止されるが、ワーク
３の上面と樹脂３６との密着性を高めるためには、樹脂
封止に先立ってワーク３の上面Ｂの表面を活性化するこ
とが望ましい。そこでこのプラズマクリーニング装置
は、電極３１の表面Ａおよびワーク３の上面Ｂをクリー
ニングし、またワーク３の上面Ｂを活性化するものであ
る。

【００１３】図１において、供給リール２の下流側に
は、送りローラ１１が設けられている。送りローラ１１
は供給リール２からワーク３を引き出し、下流側へ送
る。送りローラ１１の下流側には、パンチ部４が配設さ
れている。パンチ部４は、受け部材５およびパンチ６を
備え、パンチ６はシリンダ８のロッド７に結合されてい
る。

【００１４】パンチ部４の下流側には、テンション付与
手段９が設けられている。テンション付与手段９は２つ
のガイドローラ１９と、テンションローラ１０とを備
え、テンションローラ１０に張力を作用させることによ
りワーク３に張力を付与し、ワーク３の走行時の長さの
変動を吸収する。

【００１５】テンション付与手段９の下流側には、真空
チャンバ１２が設けられている。図１および図３におい
て、真空チャンバ１２は、ベース部材１３および蓋部１
４より構成される。蓋部１４はシリンダ１５のロッド１
６に結合されている。シリンダ１５のロッド１６が突没
することにより、蓋部１４は上下動し、真空チャンバ１
２は開閉する。シリンダ１５は真空チャンバ１２を開閉
する開閉手段となっている。

【００１６】ワーク３はベース部材１３上を走行して真
空チャンバ１２の下流側へと送られる。真空チャンバ１
２の下流側にはワーク３の巻き取りリール１７が備えら
れている。巻き取りリール１７は、モータ１８を駆動す
ることによって、ワーク３を巻き取る。すなわちモータ
１８及び巻き取りリール１７はテープ状のワークである
ワーク３を走行させるテープ状のワークの走行手段とな
っている。

【００１７】次に、図２および図３を参照して真空チャ
ンバ１２の構造を説明する。図３において、ベース部材
１３の中央部には開口２０が設けられ、開口２０には下
部電極２１が絶縁材２２を介してベース部材１３の下面
側から装着されている。下部電極２１は高周波電源装置
５０と電気的に接続されており、高周波電圧が印加され
る。また、ベース部材１３の上面の、ワーク３が走行す
る範囲には絶縁材２４が装着されている（図２も参
照）。絶縁材２４は、ワーク３の下面の電極３８がベー
ス部材１３と電気的に導通するのを防止するためのもの
である。したがって、絶縁材２４はワーク３の下面に電
極や配線パターンが形成されていない場合には必要のな
いものである。

【００１８】蓋部１４の側壁の下端部にはシール２５が
装着されている。ワーク３が下部電極２１上に置かれた
状態で蓋部１４を下降させてシール２５をベース部材１
３の上面に当接させることにより、シール２５はワーク
３が真空チャンバ１２の内外に連通した状態でベース部
材１３の上面およびワーク３の上面との等接面を密封す
る（図２を参照）。この場合、ワーク３の下面と絶縁材
２４（絶縁材２４を用いる場合）またはベース部材１３
（絶縁材２４を用いない場合）の上面との微少な隙間か
らエアがリークするが、このリーク量はわずかであり、
真空吸引装置５２の容量を適切に設定することにより、
真空チャンバ１２内を所定の真空度に維持することがで
き、プラズマ発生に支障を来すには至らない。

【００１９】蓋部１４の上面には、パイプ２６、２７が
設けられている。パイプ２６はプラズマガス供給装置５
３に接続されている。したがって、プラズマガス供給装
置５３を駆動すると、アルゴンガスなどのプラズマ発生
用ガスが真空チャンバ１２内に導入される。また、パイ
プ２７は、大気開放装置５１および真空吸引装置５２に
接続されている。したがって、真空チャンバ１２が閉じ
た状態で真空吸引装置５２を駆動すると、真空チャンバ
１２内は減圧される。また、大気開放装置５１を駆動す
ると真空チャンバ内に大気が導入される。蓋部１４は接
地部２８に接地され、下部電極２１に相対する接地電極
として機能する。

【００２０】次に、図４（ｂ）を参照してパンチ部４に
ついて説明する。前述のように、ワーク３の電極３１や
アイランド３２の表面に電解メッキによりメッキ層であ
るＡｕ層３１ｃ，３２ｃを形成する場合には、共通電極
３３に電解メッキ電源を接続することにより、各電極が
電解メッキ電源と導通する。このプラズマクリーニング
装置にてワーク３のプラズマクリーニングを行う時点で
は、ワーク３にはすでに電解メッキは施されており、共
通電極３３は不要のものである。また、プラズマクリー
ニング時に共通電極３３がワーク３に沿って連通してい
ると、真空チャンバ１２内でプラズマ雰囲気内にあるワ
ーク３と、真空チャンバ１２の外部にあるワーク３が共
通電極３３を介して電気的に導通していることになる。

【００２１】ワーク３はプラズマクリーニング装置の金
属部分と各所において接触しているため、このような電
気的な導通状態は不都合であり、したがってプラズマク
リーニングを行う前にこの共通電極３３の連通を遮断す
る必要がある。このプラズマクリーニング装置では、プ
ラズマクリーニングを行う前に図４（ｂ）の切除部４４
に示すように、シリンダ８によって駆動されるパンチ６
（図１）により、共通電極３３を部分的に打ち抜き、共
通電極３３の連通を遮断する。なお、Ｃｕ層３１ａ上に
Ｎｉ層３１ｂ、Ａｕ層３１ｃを無電解メッキで形成する
場合は、図４に示す連結電極３８、３９と共通電極３３
は不要であり形成されていないので、パンチ６によって
切除部４４を設ける必要がない。

【００２２】このプラズマクリーニング装置は上記のよ
うな構成より成り、以下その動作を各図を参照して説明
する。図１において、まず、送りローラ１１により、ワ
ーク３が供給リール２から引き出されてピッチ送りさ
れ、パンチ部４に送られる。パンチ部４では、シリンダ
８を駆動することにより、切除部４４が形成される。打
ち抜きされたワーク３はテンション付与手段９に送ら
れ、同一テンションに保たれるとともに、ワーク３の長
さの変動が吸収される。

【００２３】次に、真空チャンバ１２が開の状態でモー
タ１８が駆動され、真空チャンバ１２内のワーク３が所
定長さだけ送られる。次いで、シリンダ８を駆動して蓋
部１４を下降させ、真空チャンバ１２を閉じる。この状
態で真空吸引装置５２を駆動し、真空チャンバ１２内を
真空吸引する。真空チャンバ１２内が所定の真空度に到
達したならば、プラズマガス供給装置５３を駆動して真
空チャンバ１２内にアルゴンガスなどのプラズマ発生用
ガスを導入する。

【００２４】次いで高周波電源装置５０を駆動して下部
電極２１に高周波電圧を印加する。これにより、真空チ
ャンバ１２内にはプラズマが発生し、プラズマによる電
子やイオンがプラズマクリーニングの対象であるワーク
３の表面に衝突し、電極３１やワーク３の樹脂の表面を
クリーニングし、また活性化する。このようにしてプラ
ズマクリーニングが終了したならば、大気開放装置５１
を駆動して真空チャンバ１２内に大気を導入して真空チ
ャンバ１２を開にする。これにより、プラズマクリーニ
ングの１サイクルが終了し、この後に新たなワーク３が
送られ、プラズマクリーニングが繰り返して行われる。

【００２５】（実施の形態２）図６は本発明の実施の形
態２のプラズマクリーニング装置の真空チャンバの断面
図である。なお、実施の形態１と同一の要素については
図３と同一の符号を付して説明を省略する。図６におい
て、蓋部１４にはワーク３の流れ方向の上流側と下流側
の２カ所に箱形の付加部１４ａ，１４ｂが設けられてい
る。付加部１４ａ、１４ｂのベース部材１３との当接部
にはシール２５ａ，２５ｂが設けられている。付加部１
４ａ、１４ｂとベース部材１３とで囲まれる空間は付加
真空チャンバ１２ａ、１２ｂを形成する。また付加部１
４ａ、１４ｂにはそれぞれパイプ２７ａ、２７ｂが設け
られており、大気開放装置５１及び真空吸引装置５２に
接続されている。

【００２６】次に、付加真空チャンバ１２ａ、１２ｂの
作用について説明する。図６において、ｐ、ｐａ、ｐｂ
はそれぞれ真空チャンバ１２、付加真空チャンバ１２
ａ、１２ｂ内の圧力値（ａｔｍ）を示す。ワーク３がベ
ース部材１３及び下部電極２１上に置かれた状態で真空
チャンバ１２が閉じられ、真空吸引装置５２を駆動す
る。これにより、真空チャンバ１２及び付加真空チャン
バ１２ａ、１２ｂが真空吸引される。このとき、ワーク
３とベース部材１３との接触面からはわずかにエアがリ
ークしている。

【００２７】このエアのリーク量は、一般にシールで隔
てられている２つの空間の圧力差に比例する。本実施の
形態２では、付加真空チャンバ１２ａ、１２ｂ内は真空
吸引されているため、付加真空チャンバ１２ａ、１２ｂ
内の圧力ｐａ，ｐｂは大気圧である１ａｔｍよりも低く
なっている（ｐａ、ｐｂ＜１）。したがって付加真空チ
ャンバ１２ａ、１２ｂと真空チャンバ１２との圧力差
（ｐａ−ｐ）は、付加真空チャンバ１２ａ、１２ｂがな
い場合の真空チャンバ１２と大気圧との圧力差（１−
ｐ）よりも小さく、付加真空チャンバ１２ａ、１２ｂか
ら真空チャンバ１２へとリークするエアの量は付加真空
チャンバ１２ａ、１２ｂがない場合と比較して少なくな
る。したがって、付加真空チャンバ１２ａ、１２ｂを設
けることにより、真空チャンバ１２内の真空度を高める
ことができる。

【００２８】また、上記実施の形態２では、真空チャン
バ１２及び付加真空チャンバ１２ａ、１２ｂを真空吸引
するために同一の真空吸引装置５２を用いるようにして
いるが、付加真空チャンバ１２ａ、１２ｂを別個の真空
吸引装置により真空吸引するようにしてもよい。付加真
空チャンバ１２ａ、１２ｂの真空吸引に際しては、高い
真空度は必要とされずいわば粗引きでよいため、真空吸
引装置として大容量低真空度型のもの、例えば排気ブロ
アなどの簡易的なものを使用することができる。このよ
うに真空チャンバ１２と、付加真空チャンバ１２ａ、１
２ｂとにそれぞれ設定真空度の異なる別個の真空吸引装
置を用いることにより、効率のよい真空吸引を行うこと
ができる。

【００２９】（実施の形態３）図７は本発明の実施の形
態３のプラズマクリーニング装置の真空チャンバの部分
断面図である。上記実施の形態２においては、シール２
５をワーク３の上面に当接させて真空チャンバ１２を密
封するようにしているが、本実施の形態３はシール２５
及びシール２５ａ、２５ｂとワーク３との間にわずかな
隙間Ｇを持たせるものであり、これ以外については実施
の形態２と同様である。図７は、蓋部１４が下降してシ
ール２５，２５ａ、２５ｂがベース部材１３に当接した
状態を示している。このとき、シール２５および２５
ａ、２５ｂの下端部と、ワーク３の上面との間にわずか
な隙間Ｇを持たせるようにする。このようにワーク３と
シール２５，２５ａ，２５ｂとの間に隙間Ｇを設けるこ
とにより、ワーク３はシール２５、２５ａ、２５ｂと接
触しないため、ワーク３を連続的に走行させながらプラ
ズマクリーニングを行うことができる。この場合、隙間
Ｇからエアのリークが発生するが、付加真空チャンバ１
２および１２ａ、１２ｂを真空吸引する真空吸引装置５
２の能力を適切に設定することにより、真空チャンバ１
２内を所定の真空度に維持することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、テープ状のワークを真
空チャンバ内で走行させ、テープ状のワークが真空チャ
ンバ内部と外部で連通した状態で真空チャンバ内を所定
の真空度に維持するようにしたので、従来は不可能であ
ったテープ状のワークを対象としてプラズマクリーニン
グを行うことができる。また、供給リールや巻き取りリ
ールなどの機構部分を真空チャンバの外部に設置するこ
とにより真空チャンバの容積を小さくすることができる
ので、真空吸引装置の容量を小さくすることができ装置
コストを低減できるとともに、真空吸引時間を短縮する
ことによるプラズマクリーニングの効率化が実現され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のプラズマクリーニング
装置の正面図

【図２】本発明の実施の形態１のプラズマクリーニング
装置の真空チャンバの斜視図

【図３】本発明の実施の形態１のプラズマクリーニング
装置の真空チャンバの断面図

【図４】（ａ）本発明の実施の形態１のプラズマクリー
ニング装置のテープ状のワークの平面図 （ｂ）本発明の実施の形態１のプラズマクリーニング装
置のテープ状のワークの平面図

【図５】本発明の実施の形態１のプラズマクリーニング
装置のテープ状のワークの断面図

【図６】本発明の実施の形態２のプラズマクリーニング
装置の真空チャンバの断面図

【図７】本発明の実施の形態３のプラズマクリーニング
装置の真空チャンバの部分断面図

【符号の説明】 １ 基台 ２ 供給リール ３ ワーク ４ パンチ部 ９ テンション付与部 １２ 真空チャンバ １３ ベース部材 １４ 蓋部 １７ 巻き取りリール １８ モータ ２１ 下部電極 ２５ シール ５０ 高周波電源装置 ５１ 大気開放装置 ５２ 真空吸引装置 ５３ プラズマガス供給装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｎ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B08B 7/00 H01L 21/304 H01L 21/3065 H01L 21/60 H01L 23/50

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベース部材と、ベース部材上に配置されて
   真空チャンバを形成する蓋部と、下部電極と、下部電極
   に高周波電圧を印加する高周波電源装置と、真空チャン
   バ内を真空吸引する真空吸引装置と、真空チャンバ内に
   プラズマ発生用ガスを供給するプラズマガス供給装置
   と、真空チャンバの外部に設けられた供給リールと、こ
   の供給リールに卷回されたテープ状のワークを導出して
   テープ状のワークを前記ベース部材と前記蓋部の間を走
   行させる走行手段とを備えたことを特徴とするプラズマ
   クリーニング装置。
2. 【請求項２】前記蓋部が接地電極を兼ねることを特徴と
   する請求項１記載のプラズマクリーニング装置。