JP6068404B2 - 電子デバイスの製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電子デバイスの製造方法及び製造装置に関する。
従来の電子デバイス(例えばチップなど)の製造過程において、通常、複数の導電ブロック（バンプ）を介して、電子デバイスを基板上に固定し、電子デバイスの一又は複数の側面から毛細管充填型アンダーフィル（capillary underfill）を塗付ける。そして、当該アンダーフィルが電子デバイスと基板との間のギャップに沿って広がっていき、そのギャップに充填される。従って、そのアンダーフィルが電子デバイスと基板との間にある導電ブロックを被覆し、当該導電ブロック同士を隔離する。しかし、当該アンダーフィルの中には、通常、多くの微小な気泡が存在している。
図３Ｄに示すように、当該アンダーフィルをギャップに充填する過程において、アンダーフィルが電子デバイスの一又は複数の側面に沿って広がり、アンダーフィルの先端が前に進んで、さまざまな原因により先端同士が合流するとき、充填不足の現象が発生し、気泡（即ち未充填領域）が形成される。この充填不足現象による気泡及びアンダーフィル中に存在している多くの微小な気泡は、最終的にアンダーフィル中に空隙(void)を形成する。当該空隙は、電子デバイスの電気特性の信頼性劣化を引き起こす。
又、導電ブロック同士の間のピッチが１００μｍ未満であり、及び/又は電子デバイスと基板との間のギャップが５０μｍ未満である場合、通常、充填不足の現象を避けるために、電子デバイスの片側面から毛細管充填型アンダーフィルを塗付ける。しかし、片側面から毛細管充填型アンダーフィルを塗付けると、ギャップとピッチが小さすぎるため、充填速度が遅すぎる。結果として、アンダーフィル先端の広がり速度の制御が更に困難であり、かつ充填不足現象の制御が更に困難である。従って、この製造方法の実用性が低くなり、その他のもっと高価な製造プロセスと材料により導電ブロックを保護せざるを得ない。これは、電子デバイスの小型化への発展について大変な阻害要因となる。
上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、毛細管充填型アンダーフィルを、導電ブロック同士の間のピッチが１００μｍ以下であり、及び/又は電子デバイスと基板との間のギャップが５０μｍ以下である場合の電子デバイスの製造方法及び製造装置に用いることにより、電子デバイスの小型化を図ることである。
本発明の第１の態様は、
第１表面を有する基板を提供する工程と、
少なくとも一面に導電ブロックを有する電子デバイスを提供する工程と、
前記電子デバイスの少なくとも一面にある前記導電ブロックを、前記基板の第１表面に固定して一体ユニットを形成し、前記導電ブロック同士の間のピッチは１００μｍ以下であり、前記電子デバイスと前記基板との間のギャップは５０μｍ以下である工程と、
前記電子デバイスの複数の側面から毛細管充填型アンダーフィル(capillary underfiｌｌ)を塗付けて、当該アンダーフィルを、前記電子デバイスと前記基板との間のギャップに沿って広がっていき、前記ギャップに充填し、前記導電ブロックに対する保護を形成する工程と、
前記一体ユニットを処理室内に配置する工程と、
前記処理室内の温度を第１所定温度まで上昇させる工程と、
前記処理室内の圧力を前調整する工程と、
前記処理室内の圧力を１大気圧以上である第２所定圧力まで上昇させ、かつ前記第２所定圧力を所定時間保つ工程と、
前記処理室内の温度を第２所定温度に調整する工程と、
を備える電子デバイスの製造方法であって、
前記処理室内の圧力を前調整する工程は、
（ａ）前記処理室内の圧力を真空圧力である第１所定圧力まで低下させ、かつ前記第１所定圧力を所定時間保つ工程と、
（ｂ）前記処理室内の圧力を第１所定圧力から第１戻り圧力まで上昇させる工程と、を備え、
前記工程（ａ）から前記工程（ｂ）を一回又は複数回実行し、前記第２所定圧力が前記第１戻り圧力より高い、ことを特徴とする電子デバイスの製造方法を提供する。
第１表面を有する基板を提供する工程と、
少なくとも一面に導電ブロックを有する電子デバイスを提供する工程と、
前記電子デバイスの少なくとも一面にある前記導電ブロックを、前記基板の第１表面に固定して一体ユニットを形成し、前記導電ブロック同士の間のピッチは１００μｍ以下であり、前記電子デバイスと前記基板との間のギャップは５０μｍ以下である工程と、
前記電子デバイスの複数の側面から毛細管充填型アンダーフィル(capillary underfiｌｌ)を塗付けて、当該アンダーフィルを、前記電子デバイスと前記基板との間のギャップに沿って広がっていき、前記ギャップに充填し、前記導電ブロックに対する保護を形成する工程と、
前記一体ユニットを処理室内に配置する工程と、
前記処理室内の温度を第１所定温度まで上昇させる工程と、
前記処理室内の圧力を前調整する工程と、
前記処理室内の圧力を１大気圧以上である第２所定圧力まで上昇させ、かつ前記第２所定圧力を所定時間保つ工程と、
前記処理室内の温度を第２所定温度に調整する工程と、
を備える電子デバイスの製造方法であって、
前記処理室内の圧力を前調整する工程は、
（ａ）前記処理室内の圧力を真空圧力である第１所定圧力まで低下させ、かつ前記第１所定圧力を所定時間保つ工程と、
（ｂ）前記処理室内の圧力を第１所定圧力から第１戻り圧力まで上昇させる工程と、を備え、
前記工程（ａ）から前記工程（ｂ）を一回又は複数回実行し、前記第２所定圧力が前記第１戻り圧力より高い、ことを特徴とする電子デバイスの製造方法を提供する。
本発明の第２の態様は、
第１表面を有する基板を提供する工程と、
少なくとも一面に導電ブロックを有する電子デバイスを提供する工程と、
前記電子デバイスの少なくとも一面にある導電ブロックを前記基板の第１表面に固定して一体ユニットを形成し、前記導電ブロック同士の間のピッチが１００μｍ以下であり、前記電子デバイスと前記基板との間のギャップは５０μｍ以下である工程と、
前記電子デバイスの複数の側面から毛細管充填型アンダーフィルを塗付けて、前記アンダーフィルが前記電子デバイスと前記基板との間のギャップに沿って広がっていき、前記ギャップに充填し、前記導電ブロックに対する保護を形成する工程と、
前記一体ユニットを処理室内に配置する工程と、
前記処理室内の温度を第１所定温度まで上昇させる工程と、
前記処理室内の圧力を真空圧力である第１所定圧力まで低下させ、かつ前記真空圧力を所定時間保つ工程と、前記処理室内の圧力を１大気圧以上である第２所定圧力まで上昇させ、かつ前記第２所定圧力を所定時間保つ工程と、
前記処理室内の温度を第２所定温度に調整する工程と、
を備える電子デバイスの製造方法を提供する。
第１表面を有する基板を提供する工程と、
少なくとも一面に導電ブロックを有する電子デバイスを提供する工程と、
前記電子デバイスの少なくとも一面にある導電ブロックを前記基板の第１表面に固定して一体ユニットを形成し、前記導電ブロック同士の間のピッチが１００μｍ以下であり、前記電子デバイスと前記基板との間のギャップは５０μｍ以下である工程と、
前記電子デバイスの複数の側面から毛細管充填型アンダーフィルを塗付けて、前記アンダーフィルが前記電子デバイスと前記基板との間のギャップに沿って広がっていき、前記ギャップに充填し、前記導電ブロックに対する保護を形成する工程と、
前記一体ユニットを処理室内に配置する工程と、
前記処理室内の温度を第１所定温度まで上昇させる工程と、
前記処理室内の圧力を真空圧力である第１所定圧力まで低下させ、かつ前記真空圧力を所定時間保つ工程と、前記処理室内の圧力を１大気圧以上である第２所定圧力まで上昇させ、かつ前記第２所定圧力を所定時間保つ工程と、
前記処理室内の温度を第２所定温度に調整する工程と、
を備える電子デバイスの製造方法を提供する。
本発明の第３の態様は、
外部圧力源に接続する、電子デバイスの製造装置であって、
一以上のガス入口と一以上のガス出口を有し、外部の拡充領域と連通し、前記ガス入口が前記外部圧力源に接続する処理室と、
前記処理室内に取付けられる温度調整器と、
前記処理室外に取付けられ、前記処理室に接続する真空生成器と、
駆動モータ、伝動軸及びタービン羽根を有し、前記温度調整器を通って前記処理室内部に向けて流動する気流を生成し、前記駆動モータが前記処理室と連通する前記拡充領域中に設けられ、前記タービン羽根が前記処理室内にあり、前記伝動軸が前記駆動モータ及び前記タービン羽根に接続するターボ送風機と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置が、
前記温度調整器により、前記処理室内の温度を第１所定温度まで上昇させる工程と、
前記真空生成器により、前記処理室内の圧力を真空圧力である第１所定圧力まで低下させ、かつ前記真空圧力を所定時間保つ工程と、
前記外部圧力源により、前記処理室内の圧力を１大気圧以上である第２所定圧力まで上昇させ、かつ前記第２所定圧力を所定時間保つ工程と、
前記温度調整器と前記タービン羽根により、前記処理室内の温度を第２所定温度に調整する工程と、を実行する、ことを特徴とする電子デバイスの製造装置を提供する。
外部圧力源に接続する、電子デバイスの製造装置であって、
一以上のガス入口と一以上のガス出口を有し、外部の拡充領域と連通し、前記ガス入口が前記外部圧力源に接続する処理室と、
前記処理室内に取付けられる温度調整器と、
前記処理室外に取付けられ、前記処理室に接続する真空生成器と、
駆動モータ、伝動軸及びタービン羽根を有し、前記温度調整器を通って前記処理室内部に向けて流動する気流を生成し、前記駆動モータが前記処理室と連通する前記拡充領域中に設けられ、前記タービン羽根が前記処理室内にあり、前記伝動軸が前記駆動モータ及び前記タービン羽根に接続するターボ送風機と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置が、
前記温度調整器により、前記処理室内の温度を第１所定温度まで上昇させる工程と、
前記真空生成器により、前記処理室内の圧力を真空圧力である第１所定圧力まで低下させ、かつ前記真空圧力を所定時間保つ工程と、
前記外部圧力源により、前記処理室内の圧力を１大気圧以上である第２所定圧力まで上昇させ、かつ前記第２所定圧力を所定時間保つ工程と、
前記温度調整器と前記タービン羽根により、前記処理室内の温度を第２所定温度に調整する工程と、を実行する、ことを特徴とする電子デバイスの製造装置を提供する。
本発明の第４の態様は、
外部圧力源に接続する電子デバイスの製造装置であって、
一以上のガス入口と一以上のガス出口を有し、外部の拡充領域と連通し、前記ガス入口が前記外部圧力源に接続する処理室と、
前記処理室内に取付けられる温度調整器と、
前記処理室外に取付けられ、前記処理室に接続する真空生成器と、
駆動モータ、伝動軸及びタービン羽根を有し、前記温度調整器を通って前記処理室内部に向けて流動する気流を生成し、前記駆動モータが前記処理室と連通する前記拡充領域中に設けられ、前記タービン羽根が前記処理室内にあり、前記伝動軸が前記駆動モータ及び前記タービン羽根に接続するターボ送風機と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記温度調整器により、前記処理室内の温度を第１所定温度まで上昇させる工程と、
前記処理室内の圧力を前調整する工程と、
前記外部圧力源により、前記処理室内の圧力を１大気圧以上である第２所定圧力まで上昇させ、かつ前記第２所定圧力を所定時間保つ工程と、
前記温度調整器及び前記タービン羽根により、前記処理室内の温度を第２所定温度に調整する工程と、を有し、
前記処理室内の圧力を前調整する工程は、
（ａ１）前記真空生成器により、前記処理室内の圧力を真空圧力である第１所定圧力まで低下させ、かつ前記第１所定圧力を所定時間保つ工程と、
（ｂ１）前記処理室内の圧力を前記第１所定圧力から第１戻り圧力まで上昇させる工程と、を含み、
前記工程（ａ１）から前記工程（ｂ１）を一回又は複数回実行し、前記第２所定圧力が前記第１戻り圧力より高い、ことを特徴とする電子デバイスの製造装置を提供する。
外部圧力源に接続する電子デバイスの製造装置であって、
一以上のガス入口と一以上のガス出口を有し、外部の拡充領域と連通し、前記ガス入口が前記外部圧力源に接続する処理室と、
前記処理室内に取付けられる温度調整器と、
前記処理室外に取付けられ、前記処理室に接続する真空生成器と、
駆動モータ、伝動軸及びタービン羽根を有し、前記温度調整器を通って前記処理室内部に向けて流動する気流を生成し、前記駆動モータが前記処理室と連通する前記拡充領域中に設けられ、前記タービン羽根が前記処理室内にあり、前記伝動軸が前記駆動モータ及び前記タービン羽根に接続するターボ送風機と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記温度調整器により、前記処理室内の温度を第１所定温度まで上昇させる工程と、
前記処理室内の圧力を前調整する工程と、
前記外部圧力源により、前記処理室内の圧力を１大気圧以上である第２所定圧力まで上昇させ、かつ前記第２所定圧力を所定時間保つ工程と、
前記温度調整器及び前記タービン羽根により、前記処理室内の温度を第２所定温度に調整する工程と、を有し、
前記処理室内の圧力を前調整する工程は、
（ａ１）前記真空生成器により、前記処理室内の圧力を真空圧力である第１所定圧力まで低下させ、かつ前記第１所定圧力を所定時間保つ工程と、
（ｂ１）前記処理室内の圧力を前記第１所定圧力から第１戻り圧力まで上昇させる工程と、を含み、
前記工程（ａ１）から前記工程（ｂ１）を一回又は複数回実行し、前記第２所定圧力が前記第１戻り圧力より高い、ことを特徴とする電子デバイスの製造装置を提供する。
第１所定温度と第１所定圧力は、電子デバイスの複数の側面から、毛細管充填型アンダーフィルを塗付けることによる充填不足現象のため生成される気泡を、縮小させることができる。なお、第２所定温度と第２所定圧力は、前記縮小した気泡を、ガス溶解及び拡散により、当該気泡を電子デバイスと基板とのギャップから完全に除去することができる。そのうち、充填不足現象による気泡を小さい順に除去するよう、第２所定温度と第２所定圧力は製造プロセスに応じて、パラメータ及び順序を変更することができる。
本発明によれば、毛細管充填型アンダーフィルを、導電ブロック同士の間のピッチが１００μｍ以下であり、及び／又は電子デバイスと前記基板との間のギャップが５０μｍ以下である場合に用いることにより、電子デバイスの小型化を実現できる。
［実施例１］
図３Ａ〜図３Ｃを参照し、本発明の実施例による電子デバイスの製造方法を説明する。当該製造方法は、第１表面１００ａを有する基板１００を提供する工程と、少なくとも一面に導電ブロック（例えばバンプ）１０３を有する電子デバイス１０１を提供する工程と、電子デバイス１０１の少なくとも一面にある導電ブロック１０３を基板１００の第１表面１００ａに固定して一体ユニットを形成し、導電ブロック１０３同士の間のピッチＢが１００μｍ以下であり、電子デバイス１０１と基板１００との間のギャップＡが５０μｍ以下である工程と、電子デバイス１０１の複数の側面から毛細管充填型アンダーフィル１０５を塗付けて、アンダーフィル１０５が電子デバイス１０１と基板１００との間のギャップＡに沿って広がっていき、ギャップＡに充填し、アンダーフィル１０５が電子デバイス１０１と基板１００との間にある導電ブロック１０３を被覆し、導電ブロック１０３同士を隔離することにより、導電ブロック１０３に対する保護を形成する工程と、その後、前記一体ユニットを図２に示す処理室１内に配置する工程と、図１に示すように、処理室１内の温度を第１所定温度に調整し、アンダーフィル１０５の流動性を向上させる工程と、処理室１内の圧力を真空圧力である第１所定圧力まで低下させ、かつ前記真空圧力を所定時間保って、大部分の気泡１０７と気泡１０９（充填不足の領域）を除去した後、処理室１内の圧力を１大気圧以上である第２所定圧力まで上昇させ、かつ第２所定圧力を所定時間保つ工程と、処理室１内の温度を第２所定温度に調整して、残留した気泡１０７及び気泡１０９（充填不足の領域）を除去する工程と、を含む。例えば、本発明の実施例において、第２所定圧力は１大気圧より大きく、かつ２０大気圧以下であることができるが、これに限らない。
図３Ａ〜図３Ｃを参照し、本発明の実施例による電子デバイスの製造方法を説明する。当該製造方法は、第１表面１００ａを有する基板１００を提供する工程と、少なくとも一面に導電ブロック（例えばバンプ）１０３を有する電子デバイス１０１を提供する工程と、電子デバイス１０１の少なくとも一面にある導電ブロック１０３を基板１００の第１表面１００ａに固定して一体ユニットを形成し、導電ブロック１０３同士の間のピッチＢが１００μｍ以下であり、電子デバイス１０１と基板１００との間のギャップＡが５０μｍ以下である工程と、電子デバイス１０１の複数の側面から毛細管充填型アンダーフィル１０５を塗付けて、アンダーフィル１０５が電子デバイス１０１と基板１００との間のギャップＡに沿って広がっていき、ギャップＡに充填し、アンダーフィル１０５が電子デバイス１０１と基板１００との間にある導電ブロック１０３を被覆し、導電ブロック１０３同士を隔離することにより、導電ブロック１０３に対する保護を形成する工程と、その後、前記一体ユニットを図２に示す処理室１内に配置する工程と、図１に示すように、処理室１内の温度を第１所定温度に調整し、アンダーフィル１０５の流動性を向上させる工程と、処理室１内の圧力を真空圧力である第１所定圧力まで低下させ、かつ前記真空圧力を所定時間保って、大部分の気泡１０７と気泡１０９（充填不足の領域）を除去した後、処理室１内の圧力を１大気圧以上である第２所定圧力まで上昇させ、かつ第２所定圧力を所定時間保つ工程と、処理室１内の温度を第２所定温度に調整して、残留した気泡１０７及び気泡１０９（充填不足の領域）を除去する工程と、を含む。例えば、本発明の実施例において、第２所定圧力は１大気圧より大きく、かつ２０大気圧以下であることができるが、これに限らない。
本発明の実施例において、処理室内の圧力を段階的に第１所定圧力まで低下させることができる。或いは、処理室内の圧力を線形的に第１所定圧力まで低下させることができる。
本発明の実施例において、処理室内の圧力を段階的に第２所定圧力まで上昇させることができる。或いは、処理室内の圧力を線形的に第２所定圧力まで上昇させることができる。
図５は、本発明の実施例に基づくプロセスの温度、圧力及び時間の三者間の関係図である。図５において、処理室内部の圧力及び／又は温度を段階的に調整する。図５に示す製造プロセスのパラメータは一例に過ぎず、本発明を制限するものではない。
図６は、本発明の別の実施例に基づくプロセスの温度、圧力及び時間の三者間の関係図である。図６において、処理室内部の圧力及び／又は温度を段階的に調整する。なお、図６の実施例が図５の実施例と異なる点は、図５とは異なる圧力戻り工程を含むことである。図６に示す製造プロセスのパラメータは一例に過ぎず、本発明を制限するものではない。
図６に示す実施例において、処理室内の圧力を調整する工程は、以下の工程を含む。（ａ）処理室内の圧力を真空圧力である第１所定圧力まで低下させ、かつ第１所定圧力を所定時間保つ（この工程を「第１圧力降下」工程と称す）。（ｂ）処理室内の圧力を第１所定圧力から第１戻り圧力まで上昇させる（この工程を「第１圧力戻り」工程と称す）。なお、第１戻り圧力≦１大気圧、又は第１戻り圧力≧１大気圧である。（ｃ）処理室内の圧力を真空圧力である第３所定圧力まで低下させ、かつ第３所定圧力を所定時間保つ（この工程を「第２圧力降下」工程と称す）。（ｄ）処理室内の圧力を第３所定圧力から第２戻り圧力まで上昇させる（この工程を「第２圧力戻り」工程と称す）。なお、第２戻り圧力≦１大気圧、又は第２戻り圧力≧１大気圧である。製造プロセスに応じて、工程（ａ）から工程（ｂ）を一回以上行い、及び／又は工程（ｃ）から工程（ｄ）を一回以上行うことができる。この後、処理室内の圧力を１大気圧以上である第２所定圧力まで上昇させ、かつ第２所定圧力を所定時間保つ（この工程を「圧力上昇」工程と称す）。なお、第２所定圧力は第１戻り圧力と第２戻り圧力より高い。前記工程（ａ）から工程（ｄ）を圧力前調整工程と称し、前記「圧力上昇」工程を圧力後調整工程と称す。圧力前調整工程と圧力後調整工程に、例えば、処理室昇温行程（例えば、処理室内の温度を第１所定温度又は第２所定温度に調整する工程）など、その他の工程を追加する又は重ねることができる。
本発明の実施例において、第１所定圧力は、第３所定圧力に等しいか、もしくは第３所定圧力より低いか、又は第３所定圧力より高くすることができる。第１所定圧力は第１戻り圧力より低い。第３所定圧力は第２戻り圧力より低い。第１戻り圧力は、第２戻り圧力に等しいか、もしくは第２戻り圧力より低いか、又は第２戻り圧力より高くすることができる。
図６の実施例において、処理室内の圧力が第２戻り圧力に達した後、第２戻り圧力を一定時間保ち、その後、処理室内の圧力を第２所定圧力まで上昇させることができる。或いは、処理室内の圧力が第２戻り圧力に達した後、すぐに処理室内の圧力を第２所定圧力まで上昇させることができる。
例えば、本発明の実施例において、第１所定温度は、約３０℃から約１５０℃の範囲である。第２所定温度は、約１００℃から約３００℃の範囲である。第１所定圧力と第３所定圧力は、０．１３kg/cm2と約１．３E-4 kg/cm2の範囲(約１００ｔｏｒｒ - 約０．１ｔｏｒｒ)である。第２所定圧力は、約１．０３kg/cm2と２０kg/cm2の範囲である。第１戻り圧力と第２戻り圧力は、約１．５Ｅ-4 kg/cm2と約９．３kg/cm2の範囲(約０．１１ｔｏｒｒ - 約６．８４Ｅ3 ｔｏｒｒ)である。
本発明の実施例において、工程（ａ）は、処理室内の圧力を段階的に第１所定圧力まで低下させる工程を含むことができる。工程（ｃ）は、処理室内の圧力を段階的に真空圧力である第３所定圧力まで低下させる工程を含むことができる。工程（ｂ）は、処理室内の圧力を段階的に第１所定圧力から第１戻り圧力まで上昇させる工程を含むことができる。工程（ｄ）は、処理室内の圧力を段階的に第３所定圧力から第２戻り圧力まで上昇させる工程を含むことができる。前記「圧力上昇」工程は、処理室内の圧力を、段階的に又は線形的に、第２所定圧力まで上昇させる工程を含むことができる。なお、工程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）における圧力上昇又は圧力降下の過程は、線形的に行うこともできる。
なお、工程（ａ）、（ｃ）において、処理室内の圧力を段階的に低下させる際に、毛細管充填型アンダーフィルが含んでいる溶剤又はその他の材料が含んでいる溶剤の、真空による沸騰現象を改善することができる。かつ、沸騰現象による材料の飛び散りや溢出などの問題が減少できる。この沸騰現象により、更に多くの気泡が生成され得る。従って、この段階的圧力降下工程（又は多段圧力降下工程と称す）により、空隙の生成を有効に抑える。
この他、本発明の段階的圧力戻り工程は、毛細管充填型アンダーフィルを充填する際の脱泡性を改善することができる。例えば、図７Ａに非段階的圧力戻り工程（高速圧力戻り）による充填プロセスを示し、図７Ｂは、本発明の段階的圧力戻り（低速圧力戻り）による充填プロセスを示す。図３Ｂ、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、毛細管充填型アンダーフィルの流動速度が遅いため、この毛細管充填型アンダーフィルを充填する際、非段階的圧力戻り（高速圧力戻り）工程による充填プロセス（図７Ａ）は、毛細管充填型アンダーフィルが基板１００と電子デバイス１０１との間の空気を順調に押出すことができないため、気泡が生成される。一方、本発明の段階的圧力戻り（低速圧力戻り）工程による充填プロセス（図７Ｂ）は、毛細管充填型アンダーフィルが充填時に、十分な時間をかけて基板１００と電子デバイス１０１との間の空気を押出すことができる。よって、もともと空気が存在していた領域に毛細管充填型アンダーフィルを完全に充填することができるので、気泡の生成を抑えることができる。
この他、図５に示す実施例において、処理室内の圧力を１大気以上である第２所定圧力まで上昇させる工程は、処理室内の圧力を第１所定圧力から第１戻り圧力まで上昇させ、そのうち、第１戻り圧力≦１大気圧力、又は第１戻り圧力≧１大気圧力である工程と、処理室内の圧力を第１戻り圧力から第２所定圧力まで上昇させる工程と、を含む。本発明のその他の実施例において、処理室内の圧力を段階的に第１所定圧力から第１戻り圧力まで上昇させ、及び／又は、処理室内の圧力を段階的に第１戻り圧力から第２所定圧力まで上昇させることができる。
図５の実施例において、処理室内の圧力は第１戻り圧力に達した後、すぐに処理室内の圧力を第２の所定圧力まで上昇させることができる。或いは、処理室内の圧力が第１戻り圧力に達した後、第１戻り圧力を所定時間保った後、処理室内の圧力を第２所定圧力まで上昇させることができる。
本発明の実施例においては、処理室内の温度と圧力を変更する順序を特に制限していない。例えば、図５を例にすると、第１所定温度と第１所定圧力の変更について、先ず処理室内の温度を第１所定温度まで上昇させ、その後、処理室内の圧力を第１所定圧力まで低下させる。或いは、先ず処理室内の圧力を第１所定圧力まで低下させ、その後処理室内の温度を第１所定温度まで上昇させる。或いは、処理室内の温度を第１所定温度まで上昇させると同時に、処理室内の圧力を第１所定圧力まで低下させる。同様に、第２所定温度と第２所定圧力の変更について、先ず処理室内の圧力を第１所定圧力から第２所定圧力まで上昇させ、その後処理室内の温度を第１所定温度から第２所定温度に調整する。或いは、先ず処理室内の温度を第１所定温度から第２所定温度に調整し、その後処理室内の圧力を第１所定圧力から第２所定圧力まで上昇させる。或いは、処理室内の圧力を第１所定圧力から第２所定圧力まで上昇させると同時に、処理室内の温度を第１所定温度から第２所定温度に調整することができる。とにかく、電子デバイスの種類に基づいて製造プロセスのパラメータを変更することができる。
なお、本明細書においては、「第１所定温度」、「第２所定温度」、「第１所定圧力」、「第２所定圧力」及び「第３所定圧力」のみが記載されているが、本発明の段階的方式又は線形的方式に基づき処理室内部の圧力及び／又は温度を変更する際に、温度と圧力の変化曲線は、例えば、第３、第４、第５所定温度などその他の特定温度、及び／又は、第４、第５、第６所定圧力などその他の特定圧力、を更に含むことができる。
図３Ａ〜図３Ｃは、電子デバイスの製造過程を示す概略図である。図３Ａ〜図３Ｃに示すように、電子デバイスの製造過程において、電子デバイス１０１の少なくとも一面にある導電ブロック１０３を基板１００の第１表面１００ａに固定する（図３Ａ）。その後、電子デバイス１０１の複数の側面から毛細管充填型アンダーフィル１０５を塗付ける（図３Ｂ）。その後、アンダーフィル１０５が電子デバイス１０１と基板１００との間のギャップに沿って広がっていき、アンダーフィル１０５がこのギャップに充填されることにより、導電ブロック１０３に対する保護を形成する（図３Ｃ）。しかし、通常、アンダーフィル１０５中に多くの微小な気泡が存在しており、かつアンダーフィルの先端が合流するとき、充填不足現象による気泡１０９（充填不足の領域）が存在している。その後、これら気泡１０７と気泡１０９（充填不足の領域）は、アンダーフィル中に空隙を形成する。これら空隙は、電子デバイスの電気特性の信頼性低下を引き起こす。
図３Ｄに示すように、アンダーフィル１０５はこのギャップに充填される過程において、アンダーフィル１０５が電子デバイス１０１の３つの側面に沿って広がっていき、そのアンダーフィルの先端Ｃ、Ｄ、Ｅが合流する時に、充填されない領域（即ち図３Ｃ中の気泡１０９）が形成される。なお、導電ブロック１０３同士の間のピッチＢが１００μｍ以下であり、及び／又は電子デバイス１０１と基板１００との間のギャップＡが５０μｍ以下である場合、通常、空隙の存在により、上記の毛細管充填型アンダーフィルで導電ブロック１０３を保護することができない。従って、電子デバイスの小型化について、主な阻害要因になる。なぜなら、電子デバイスの小型化は、ギャップＡとピッチＢを縮小させることにより達成できるからである。本願発明者はこれに鑑み、本発明を工夫したのである。
図４Ａは、矢印で示すように、電子デバイス１０１の互いに隣り合う２つの側面から毛細管充填型アンダーフィル１０５を塗付ける方法である。図４Ｂは、電子デバイス１０１の３つの側面から毛細管充填型アンダーフィル１０５を塗付ける方法である。
本発明の実施例において、図４Ａ〜図４Ｂに示す方法の少なくとも一つを使用して、電子デバイス１０１の複数の側面から毛細管充填型アンダーフィル１０５を塗付けて、アンダーフィル１０５が電子デバイス１０１と基板１００との間のギャップＡに沿って広がっていき、ギャップＡに充填する。図４Ａ〜図４Ｂにおいては、矩形の基板１００と電子デバイス１０１が示されているが、本発明は他の形状の基板と電子デバイスに応用できる。本発明の一実施例では、電子デバイス１０１はチップであり、毛細管充填型アンダーフィル１０５は誘電体である。
［実施例２］
本発明の実施例による電子デバイスの製造装置は、図２に示すように、外部圧力源である施設圧力（facility pressure）に接続できる。「施設圧力」とは、一般に、工場設備が提供する圧力を指す。前記製造装置は、前記外部圧力源に接続する一以上のガス入口５、及び一以上のガス出口７を有する処理室１と、処理室１内に取付けられる温度調整器９と、処理室外に取付けられ、ガス出口７を介して処理室１に接続する真空生成器１１と、制御装置１５と、温度調整器９を通って処理室１内部に向けて流動する気流を生成するターボ送風機１７と、を更に含む。処理室１は、外部の拡充領域３と連通する。温度調整器９、真空生成器１１及びターボ送風機１７は、制御装置１５と電気接続し、制御装置１５との間で信号を送受信できるため、制御装置１５により制御される。
本発明の実施例による電子デバイスの製造装置は、図２に示すように、外部圧力源である施設圧力（facility pressure）に接続できる。「施設圧力」とは、一般に、工場設備が提供する圧力を指す。前記製造装置は、前記外部圧力源に接続する一以上のガス入口５、及び一以上のガス出口７を有する処理室１と、処理室１内に取付けられる温度調整器９と、処理室外に取付けられ、ガス出口７を介して処理室１に接続する真空生成器１１と、制御装置１５と、温度調整器９を通って処理室１内部に向けて流動する気流を生成するターボ送風機１７と、を更に含む。処理室１は、外部の拡充領域３と連通する。温度調整器９、真空生成器１１及びターボ送風機１７は、制御装置１５と電気接続し、制御装置１５との間で信号を送受信できるため、制御装置１５により制御される。
制御装置１５は、以下の工程を実行できる。温度調整器９により処理室１内の温度を第１所定温度まで上昇させる工程と、真空生成器１１により処理室１内の圧力を真空圧力である第１所定圧力まで低下させ、かつこの真空圧力を所定時間保つ工程と、前記外部圧力源により処理室１内の圧力を１大気圧以上である第２所定圧力まで上昇させ、かつ前記第２所定圧力を所定時間保つ工程と、温度調整器９とターボ送風機１７により処理室１内の温度を第２所定温度に調整する工程と、を実行する。
更に、制御装置１５は以下の工程を実行できる。処理室１内の圧力を第１所定圧力から第１戻り圧力まで上昇させ、そのうち第１戻り圧力≦１大気圧、又は第１戻り圧力≧１大気圧である工程と、処理室１内の圧力を第１戻り圧力から第２所定圧力まで上昇させる工程と、を実行する。
本発明の別の実施例において、制御装置１５は、温度調整器９により処理室１内の温度を第１所定温度まで上昇させる工程と、処理室１内の圧力を前調整する工程と、外部圧力源により処理室１内の圧力を１大気圧以上である第２所定圧力まで上昇させ、かつ第２所定圧力を所定時間保つ工程と、温度調整器９とターボ送風機１７により処理室１内の温度を第２所定温度に調整する工程と、を実行することができる。前記処理室１内の圧力を前調整する工程は、（ａ１）真空生成器１１により処理室１内の圧力を真空圧力である第１所定圧力まで低下させ、かつ第１所定圧力を所定時間保つ工程と、（ｂ１）真空生成器１１を閉じる、又は処理室１を大気又は外部圧力源に連通させることにより、処理室１内の圧力を第１所定圧力から第１戻り圧力まで上昇させ、そのうち第１戻り圧力≦１大気圧、又は第１戻り圧力≧１大気圧である工程と、（ｃ１）真空生成器１１により処理室１内の圧力を真空圧力である第３所定圧力まで低下させ、かつ第３所定圧力を所定時間保つ工程と、（ｄ１）真空生成器１１を閉じる、又は処理室１を大気又は外部圧力源に連通させることにより、処理室１内の圧力を第３所定圧力から第２戻り圧力まで上昇させ、そのうち第２戻り圧力≦１大気圧、又は第２戻り圧力≧１大気圧である工程と、を含む。製造プロセスに応じて、（ａ１）工程から（ｂ１）工程を一回以上実行し、及び／又は（ｃ１）工程から（ｄ１）工程を一回以上実行することができる。第２所定圧力は、第１戻り圧力と第２戻り圧力より高い。
本発明の実施例において、制御装置１５は、図示しないメモリにあらかじめ格納されている制御用プログラムを読み出して制御動作を実行するプログラム可能論理制御装置(PLC，programmable logic controller)である。
本発明の実施例において、前記外部圧力源（即ち、施設圧力）は、例えば、圧力調整素子１３に接続している。圧力調整素子１３は、制御装置１５と電気接続し、制御装置１５との間で信号を送受信できるため、制御装置１５に制御される。従って、処理室１内の所定圧力を設定できる。前記外部圧力源（施設圧力）が不足又は不安定である場合、圧力調整素子１３により、処理室１内部の圧力を増加させ又は安定化させ、処理室１内の圧力を１大気圧より大きい第２所定圧力にさせ、かつ第２所定圧力を保つことができる。本発明の実施例において、圧力調整素子１３は、加圧ポンプ、圧力シリンダなどの部材である。
前記製造装置は、更に、処理室１内に接続し、処理室１内の真空圧力を検知する真空検出器１９と、処理室１内に接続し、処理室１内の圧力を検知する圧力検出器２１と、処理室１内に接続し、処理室１内の温度を検知する温度検出器２３と、を含む。真空検出器１９、圧力検出器２１及び温度検出器２３は、制御装置１５と電気接続し、制御装置１５との間で信号を送受信できるため、制御装置１５に制御される。
本発明の実施例において、真空検出器１９は真空計であり、圧力検出器２１は圧力計であり、真空生成器１１は真空ポンプであり、温度調整器９はヒータ又は加熱/冷却器である。
上記のように、ターボ送風機１７は、温度調整器９を通って処理室１内部に向けて流動する気流を生成し、処理室１内部の温度調整を促進することができる。例えば、温度調整器９が加熱機能を起動した場合、対流加熱効果が達成でき、又、温度調整器９が冷却機能を起動した場合、対流冷却効果が達成できる。ターボ送風機１７は、駆動モータ１７ａ、伝動軸１７ｂ、及びタービン羽根１７ｃを含む。駆動モータ１７ａは、処理室１に連通する拡充領域３内に設けられる。処理室１と拡充領域３は軸封なしの設計である。タービン羽根１７ｃは処理室１内にあり、伝動軸１７ｂは駆動モータ１７ａとタービン羽根１７ｃに接続する。
本発明の実施例において、制御装置１５により、圧力及び／又は温度を段階的に又は線形的に変更することができる。処理室内部の圧力を段階的に所定圧力に低下させる場合、制御装置１５は先ず、第１段階真空設定値を起動し、かつ真空生成器１１に処理室１内部の抽気を実行するように指示する。その後、制御装置１５が真空検出器１９から、処理室１内部の圧力が第１段階真空設定値まで低下したことを示す検知信号を受けると、制御装置１５は、更に、第２段階真空設定値を起動させ、真空生成器１１に処理室１内部の抽気を実行するように指示して、処理室１内部の圧力を第２段階真空設定値まで低下させる。勿論、上記のように、この方法により、処理室内部の圧力上昇、又は処理室内部の温度上昇/温度降下を段階的に行うことができる。この他、上記のように、制御装置１５の制御により、圧力及び／又は温度を線形的に変更することができる。例えば、線形的に上昇／降下する曲線関数によって制御装置１５を設計することにより、処理室１内部の圧力／温度の線形的な上昇／降下を実現できる。制御装置の設計は、自動制御技術分野の業者が熟知しているため、ここではその設計原理及び方法を省略する。
本発明は、実施例及び図面を参照しながら詳細に説明した。しかし、当業者が本発明の本質及び範囲を逸脱しなければ、各種の装飾、変更及び等価置換を行うことができる。そして、これらの装飾、変更及び等価置換は依然本発明の特許請求の範囲内である。
１ 処理室
３ 拡充領域
５ ガス入口
７ ガス出口
９ 温度調整器
１１ 真空生成器
１３ 圧力調整素子
１５ 制御装置
１７ ターボ送風機
１７ａ 駆動モータ
１７ｂ 伝動軸
１７ｃ タービン羽根
１９ 真空検出器
２１ 圧力検出器
２３ 温度検出器
１００ 基板
１００ａ 第１表面
１０１ 電子デバイス
１０３ 導電ブロック
１０５ 毛細管充填型アンダーフィル
１０７ 気泡
１０９ 気泡（充填不足の領域）
Ａ ギャップ
Ｂ ピッチ
Ｃ アンダーフィル先端
Ｄ アンダーフィル先端
Ｅ アンダーフィル先端
Ｍ１ 工程１
Ｍ２ 工程２
Ｍ３ 工程３
Ｍ４ 工程４
３ 拡充領域
５ ガス入口
７ ガス出口
９ 温度調整器
１１ 真空生成器
１３ 圧力調整素子
１５ 制御装置
１７ ターボ送風機
１７ａ 駆動モータ
１７ｂ 伝動軸
１７ｃ タービン羽根
１９ 真空検出器
２１ 圧力検出器
２３ 温度検出器
１００ 基板
１００ａ 第１表面
１０１ 電子デバイス
１０３ 導電ブロック
１０５ 毛細管充填型アンダーフィル
１０７ 気泡
１０９ 気泡（充填不足の領域）
Ａ ギャップ
Ｂ ピッチ
Ｃ アンダーフィル先端
Ｄ アンダーフィル先端
Ｅ アンダーフィル先端
Ｍ１ 工程１
Ｍ２ 工程２
Ｍ３ 工程３
Ｍ４ 工程４
Claims (6)
- 外部圧力源に接続する電子デバイスの製造装置であって、
一以上のガス入口と一以上のガス出口を有し、外部の拡充領域と連通し、前記ガス入口が前記外部圧力源に接続する処理室と、
前記処理室内に取付けられる温度調整器と、
前記処理室外に取付けられ、前記処理室に接続する真空生成器と、
駆動モータ、伝動軸及びタービン羽根を有し、前記温度調整器を通って前記処理室内部に向けて流動する気流を生成し、前記駆動モータが前記処理室と連通する前記拡充領域中に設けられ、前記タービン羽根が前記処理室内にあり、前記伝動軸が前記駆動モータ及び前記タービン羽根に接続するターボ送風機と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記温度調整器により、前記処理室内の温度を第１所定温度まで上昇させる工程と、
前記処理室内の圧力を前調整する工程と、
前記外部圧力源により、前記処理室内の前記圧力を１大気圧以上である第２所定圧力まで上昇させ、かつ前記第２所定圧力を所定時間保つ工程と、
前記温度調整器及び前記タービン羽根により、前記処理室内の前記温度を第２所定温度に調整する工程と、を有し、
前記処理室内の圧力を前調整する工程は、
（ａ１）前記真空生成器により、前記処理室内の前記圧力を真空圧力である第１所定圧力まで低下させ、かつ前記第１所定圧力を所定時間保つ工程と、
（ｂ１）前記処理室内の前記圧力を前記第１所定圧力から第１戻り圧力まで上昇させ、かつ前記第１戻り圧力は１大気圧以下である工程と、
（ｃ１）前記真空生成器により、前記処理室内の前記圧力を前記第１戻り圧力から真空圧力である第３所定圧力まで低下させ、かつ前記第３所定圧力を所定時間保つ工程と、
（ｄ１）前記処理室内の前記圧力を前記第３所定圧力から第２戻り圧力まで上昇させる工程と、を含み、
工程（ａ１）から工程（ｄ１）を一回又は複数回実行し、前記第２所定圧力は、前記第１戻り圧力より大きく、前記第２戻り圧力より大きく、
前記第１所定圧力は、前記第３所定圧力より小さいか、前記第３所定圧力に等しいか、または前記第３所定圧力より大きく、
前記第１戻り圧力は、前記第２戻り圧力より小さいか、前記第２戻り圧力に等しいか、または前記第２戻り圧力より大きい、ことを特徴とする電子デバイスの製造装置。 - 前記外部圧力源と前記ガス入口の間に設けられ、前記処理室内の前記圧力を、前記第２所定圧力に達しかつその圧力に保つことを促す圧力調整素子を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造装置。
- 前記処理室内に接続し、前記処理室内の前記真空圧力を検知し、かつ前記制御装置と電気接続する真空検出器を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造装置。
- 前記処理室内に接続し、前記処理室内の前記圧力を検知し、かつ前記制御装置と電気接続する圧力検出器を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造装置。
- 前記処理室内に接続し、前記処理室内の前記温度を検知し、かつ前記制御装置と電気接続する温度検出器を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造装置。
- 前記制御装置がプログラム可能論理制御装置である、ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造装置。
Applications Claiming Priority (4)
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