JPH0485840A - 微細金属球の配列装置及びその配列装置を用いた微細金属球の配列方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＩＣチップの電極と外部リードとの接続法の
一種であるＴ　Ａ　Ｂ　（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅ
ｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）法において、微細金属球を所定の
配列パターンに従って配列する微細金属球の配列装置及
びその配列装置を用いた微細金属球の配列方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

ＩＣチップの電極と外部リードとの接続には多様な方法
が採用されている。

配線用の極細ワイヤー（ボンディングワイヤー）を用い
て接続する方法もあるが、チップの電極とリードとの間
にバンブと呼ばれる金属突起を挟んで熱圧着する方法も
広く行われるようになっている。

ＴＡＢ法は後者の代表として注目されている技術である
。この方法は、予めＩＣチップの電極部か、もしくはＴ
ＡＢテープ上のリード先端部のいずれかにバンブを形成
しておき、次にＩＣチップの電極部とリードを有するＴ
ＡＢテープとを／ｓｌンブを介して重ね合わせて両者を
接合するものである。またＴＡＢ法以外にフリップチッ
プ法においても、バンブが使用されている。

このような用途に提供されるバンブのこれまでの作り方
は、メツキによる方法が主であった。すなわち、ＩＣチ
ップの電極部にバンブとなる金属（主に高純度の金）を
直接メンキして形成する力＼または一旦ガラス基盤上等
にメツキによって形成したバンブをＴＡＢテープ側のリ
ード先端部に転写する方法が主流となっている。

しかしながら、メツキによる方法は設備が大きくなる上
に、バンブとして使用する金属の組成にも制約を受ける
という欠点がある。また特にＩＣチップの電極部に直接
メツキしてバンブを形成しようとすれば、ＩＣチップそ
のものがメツキ工程を通過することになって、ＩＣチッ
プの歩留りが悪化するという問題がある。

これらの欠点を解消する方法として、メツキによらない
バンブ形成方法も考えられるようになってきた０本出願
人は先に、バンブ用の素材となる金属を微細線に加工し
、この金属線を定尺切断した後、互いの間隔を隔てた状
態で溶融・凝固させ、表面張力を利用して球形状のバン
ブを得る方法について出願した（特願平１−３２０２９
６号）。この方法で作られた球形状のバンブは、リード
先端部等に熱圧着して使用される（特願平１−２３４９
１７号）。

微細金属球をバンブとして用いるには、この微細金属球
をＴＡＢテープ上のリード先端部に接合するために、Ｔ
ＡＢテープのリードのピッチと同じピッチで微細金属球
を配列しなければならない。

しかし、ＴＡＢテープのリードのピッチは非常に狭いた
め、微細金属球を迅速かつ確実にリードと同一のピッチ
に配列することは極めて困難である。

この問題に対処するために、位置決め板を用いる方法（
特開昭６０−５２０４５号）を利用することができる。

この方法を用いて微細金属球をＴＡＢテープのリード先
端部に接合するには、まず位置決め板に、バンブの配列
パターンに対応する位置に微細金属球の直径よりやや大
きい穴を多数形成する。

この位置決め板の上に多数の微細金属球を供給し、位置
決め板を水平方向に振動させて一つの穴に一つの金属球
を挿入してから位置決め板を傾けて不要な微細金属球を
除去する。最後にポンディングツール等によって微細金
属球をリード先端部の所定の位置に熱圧着することによ
り、バンブ付きＴＡＢテープを得ることができる。

〔発明が解決しようする課題〕

しかし、位置決め板を使用する方法において、傾斜させ
ることにより不要な微細金属球を除去しようとしても、
微細金属球同士の接触等によって生ずる静電気などによ
って一つの穴に２個以上の微細金属球が付着する場合が
あり、確実性に欠けるという問題がある。

本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、簡易
な装置により微細金属球を確実に所定の位置に配列する
ことができる微細金属球の配列装置及びその配列装置を
用いた微細金属球の配列方法を提供することを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するための本発明に係る微細金属球の
配列装置は、微細金属球の配列ピッチと同一のピッチで
且つ微細金属球の配列パターンに対応するように形成さ
れた出口と、該出口に対応して該出口のピッチより大き
いピッチで形成された入口と、前記出口と前記入口との
間に設けられた通路とを具備してなるものである。

また、上記の目的を達成するための本発明に係る微細金
属球の配列方法は、前記入口と対応するように同じピッ
チで区切られた凹部が形成された耐熱性基板の凹部の上
に微細金属線を張設し、該微細金属線を加熱して溶融す
ることにより、該微細金属線を切断するとともに前記凹
部内に微細金属球を形成した後、前記入口と前記凹部と
が相対するように請求項１記載の配列装置と前記耐熱性
基板とを重ね合わせることによって、微細金属球を前記
入口に挿入して前記通路を通過させることにより微細金
属球を配列することを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明は前記の構成によって、微細金属球を各通路の入
口に挿入し通路に沿って流下させることにより、微細金
属球は通路の出口において自動的に所定の配列位置に到
達する。微細金属球の配列ピッチが狭くて直接微細金属
球を配列することが困難な場合であっても、入口のピッ
チはこの配列ピッチよりも広いので、微細金属球をこの
通路の入口に挿入するのは容易である。

また、本発明は前記の構成によって、耐熱性基板に張設
された微細金属線を加熱することにより微細金属線を各
凹部の寸法に対応した金属線片に溶断するとともに、そ
の金属線片を凹部の底部に保持し、その金属の表面張力
を利用して金属線片を球状に形成する。これを冷却し凝
固することにより各凹部毎に微細金属球が同時に形成さ
れる。

この耐熱性基板の各凹部のピッチは上記配列装置の通路
の入口のピッチと同じであるので、耐熱性基板の凹部上
に配列装置を重ね合わせて、微細金属球を配列装置の入
口に挿入して通路を通過させることにより、出口におい
て微細金属球を所定の位置に配列することができる。

〔実施例〕

以下に本発明の第１実施例を第１図乃至第３図を参照し
つつ説明する。第１図は本発明の第１実施例である微細
金属球の配列装置の概略斜視図、第２図（ａ）はその配
列装置の概略上面図、同図（ｂ）はその配列装置の概略
側面図、同図（Ｃ）はその配列装置の概略底面図、第３
図は第２図（ｂ）におけるＸ−Ｘ矢視概略部分断面図で
ある。

本実施例においては、線径が２０μｍの金線（微細金属
線）を使用しており、直径が８０μｍの金球（微細金属
球）を配列する場合について説明する。

第１図乃至第３図に示す配列装置１０は上面、下面とも
に正方形であり、入口１４を有する上面の寸法が出口１
６を有する下面の寸法よりも大きく形成されている。入
口１４は上面の周辺部に、出口１６は下面の周辺部にそ
れぞれ正方形状に配置されている。入口１４と出口１６
とは通路１８により連結されている。入口１４と出口１
６の形状は長方形状であり、入口１４は縦幅Ａが０．８
ｍｍ、横幅Ｂが０．１６ｍｍであり、出口１６は縦幅Ｃ
がＱ；１ｍｍ、横幅りがＱ、１ｍｍ、ピッチが約０．１
６ｍｍである。出口１６の間隔は微細金属球を配列する
間隔と同じに形成されている。

また、上面と下面との距ｊｌｌＢは例えば１０〜２０ｍ
ｍとする。入口１４と出口１６は、第１図乃至第３図で
は説明を簡単にするために、各々−適当たり４個形成さ
れているが、実際には一辺当たり例えば約５０個形成さ
れている。尚、この数はＴＡＢテープのリードの数によ
って決定されるものである。

本実施例においては、通路１８は配列装置１０の内側面
に多数の溝を形成し、この上にカバー１７を被ぶせるこ
とによって各々独立した通路にしである。これにより、
通路を容易に形成することができる０通路１８の溝を形
成する一つの方法としてエツチング処理がある。配列装
置１０をエツチングしやすい樹脂によって製造し、また
必要に応じて、微細金属球が滑らかに道通できるよう通
路１８の内側を適当な材料でコーティングする。

これにより、通路１８内における微細金属球の付着を防
ぐことができる。

微細金属球を０．１ｍｍの間隔で迅速かつ確実に配列す
ることは難しいが、０．８ｍｍの間隔で配列することは
それほど困難なことではない、したがって、本実施例の
微細金属球の配列装置においては、予め０．８ｍｍの間
隔で配列した微細金属球を配列装置１０の入口１４に挿
入すれば、微細金属球は通路１８を通過しその出口にお
いて自動的に０．１ｍｍの間隔で配列される。このよう
に本実施例の微細金属球の配列装置においては、微細金
属球を簡単に狭い配列ピッチで配列することができ、し
かも配列すべき位置に確実に一つずつ配列することがで
きるので、ＩＣチップの電極とＴＡＢテープとを接続す
る際の歩留りが向上する。

第４図は本発明の第２実施例である微細金属球の配列装
置の概略斜視図である。第４図に示す配列装ｆ　１０　
ａは上面と下面が正方形の直方体であり、入口１４ａが
上面に、出口１６ａが下面に設けられ、入口１４ａと出
口１６ａは通路１８ａにより連結されている。入口１４
ａ及び出口１６ａは円形状に形成され、その直径は、直
径８０μｍの微細金属球を挿入することを考慮して０．
１ｍｍ以上とする。入口１４ａ、出口１６ａはそれぞれ
正方形状に配置されており、前述と同様に実際には一辺
当たり約５０個配置されている。尚、配列装置１０ａの
入口や出口の形状は円形の他に正方形や矩形でもよい。

また、道路１８ａは円筒状に限られず、テーパー状に形
成してもよい。更に、配列装置１０ａの材質については
特に限定はなく、また配列装置１０ａは一体構造である
必要はない。

入口１４ａ及び出口１６ａのピッチは、それぞれ０．８
ｒｏｍ、０．１６ｍｍであり、出口１６ａのピッチは微
細金属球の配列パターンと同一に形成しである。また、
上面と下面との距離は、たとえば１０〜２０ｍｍとする
。

本実施例装置においては、前記の第１実施例と同様に、
その人口１４ａに微細金属球を挿入すれば、微細金属球
は通路１８ａ内を通過し、その出口において自動的に０
．１ｍｍのピッチで配列される。その他の作用・効果は
第１実施例と同様である。

次に、本発明の第３実施例である微細金属球の配列方法
について第５図乃至第７図をも参照して説明する。第５
図及び第６図は本発明の第３実施例である微細金属球の
配列方法を説明するための図である。尚、第１図乃至第
３図に示すものと同一のａｔ能を有するものには同一の
符号を付することにより、その詳細な説明を省略する。

第５図に示す耐熱性基板２２と押え治具２８は微細金属
線から微細金属球を形成する際に使用するものである。

耐熱性基板２２と押え治具２８は、カーボンやセラミッ
クス等の耐熱性材料により形成されている。

第７図（ａ）は本実施例において使用する耐熱性基板の
概略拡大部分正面図、同図（ｂ）はその耐熱性基板のＹ
−Ｙ矢視概略断面図、同図（ｃ）はその耐熱性基板の２
−２矢視概略断面図である。

第７図（ａ）に示すように耐熱性基板２２の周囲には、
多数の凹部２４が設けられており、その断面は第３図（
ｂ）に示すように略半円形としである。また、耐熱性基
板２２の角部には突起２６が設けられており、微細金属
ｖＡ２を凹部２４上に張り巡らすために用いられる。押
え治具２８には突起２６に対応する穴が形成されている
。耐熱性基板２２の寸法等は後工程の微細金属球の配列
作業との連携を考慮して決められる。本実施例において
は、凹部２４の数、幅それに配列の仕方等は、配列装置
１０の入口の数、幅、配列の仕方等と同一に形成してい
る。すなわち、各凹部２４は縦幅Ｆが０．８ｍｍ、横幅
Ｇが０．１６ｍｍである。

尚、凹部２４の正面から見た形状は矩形以外に円や正方
形等でもよい、ただし、その深さは製造する微細金属球
の直径より大きくなければならない。

第６図に示す配列基板３２は微細金属球を配列するため
のものである。配列基板３２には配列パターンに対応す
る位置に微細金属球より少し太きい窪みが設けられてい
る、これは配列基板３２上に微細金属球を配置したとき
に、微細金属球が転がって移動するのを防止するためで
ある。

微細金属球の製造は以下のような手順で行う。

まず、微細金属線（金線）２を、耐熱性基板２２の角部
に設けた突起２６を利用して凹部２４の上へ張設する。

この上に第５図に示すように微細金属＆１２を固定する
ための押え治具２８を被ぶせて固定し、耐熱性基板２２
と押え治具２８をこのまま誘電加熱炉等の高温炉に入れ
、１０６０℃で金線を溶融する。金線は溶融すると同時
に凹部２４の間の仕切り部で溶断され、長さＱ、１３ｍ
ｍの金線片となって凹部２４の中に落下する。

一般に、溶融金属は表面張力が大きく適当な形状の微細
な固体素材を溶融温度以上に加熱してやると、溶融状態
では、自ら球形状に変化する傾向がある。したがって、
予め得ようとする金属球と同じ質量を持った金属線片を
溶解した後、静かに冷却して凝固するだけで微細金属球
を製造することができる。

したがって、凹部２４の中の金属線片は炉の中で熔融し
、同じ質量の微細金属球に形成される。

最後に、耐熱性基板２２と押え治具２８とを炉から出し
て冷却することにより望まれた寸法の微細金属球が得ら
れる。

このようにして各凹部２４に微細金属球が得られたなら
ば、第６図に示すように先ず配列装置１０を、耐熱性基
板２２の各凹部２４と配列装置１０の各人口１４とが合
わさるように耐熱性基板２２の上に重ね、更に配列装置
１０の上に微細金属球４を配列するための配列基板３２
を重ねる。この状態で上下を逆にする。これにより各凹
部２４の微細金属球４は配列袋２１０の対応する通路１
８内を通って落下し、微細金属球４が配列基板３２の上
にＱ、１ｍｍのピッチで配列される。

尚、微細金属球が通路１日を確実に通過するように、配
列基板３２の各配列位置に設けられた窪みの底部に微細
金属球の直径よりも小さな貫通穴を設け、配列基板３２
の裏側を減圧して微細金属球を配列基板３２上に吸引す
るようにしてもよい。

ところで、従来は微細金属球を製造する工程と微細金属
球を配列する工程とがそれぞれ独立していたため、製造
工程から配列工程までを連続的に行うことができず、こ
のため作業能率が悪く、コスト高になっていた。これに
対して、本実施例の微細金属球の配列方法においては、
微細金属線の切断工程、金ｒＸ線片の溶融工程それに微
細金属球の配列工程を連続的に行うことができるので、
作業効率の向上と量産性の向上を図ることができる。

また、一つの配列位置に確実に一つの微細金属球を配列
することができるので、歩留りを向上させることができ
る。

尚、上記の実施例では、第１実施例の配列装置を用いた
場合について説明したが、配列装置は第２実施例のもの
であってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、微細金属球を簡易
な装置により狭いピッチの所定位置に配列することがで
き、しかも配列位置には確実に一つの金属球を配置させ
ることができるのて、ＩＣチップの電極とＴＡＢリード
との接続工程において歩留りが向上する微細金属球の配
列装置を提供することができる。

また、本発明によれば、微細金属球の製造工程とその配
列工程とを互いに関連させたことにより、製造工程から
配列工程までの間が簡略化されるので、作業能率の向上
とコストの削減を図り、量産性を向上させることができ
る微細金属球の配列方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例である微細金属球の配列装
置の概略斜視図、第２図（ａ）はその配列装置の概略上
面図、同図（ｂ）はその配列装置の概略側面図、同図（
Ｃ）はその配列装置の概略底面図、第３図は第２図（ｂ
）におけるｘ−Ｘ矢視概略部分断面図、第４図は本発明
の第２実施例である微細金属球の配列装置の概略斜視図
、第５図及び第６図は本発明の第３実施例である微細金
属球の配列方法を説明するための図、第７図（ａ）は本
実施例において使用する耐熱性基板の概略拡大部分正面
図、同図（ｂ）はその耐熱性基板のＹ−Ｙ矢視概略断面
図、同図（Ｃ）はその耐熱性基板の２−２矢視概略断面
図である。 ２・・・微細金属線、４・・・微細金属球、１０・・・
配列装置、１４・・・入口、１６・・・出口、１７・３
．カバー １８１１、通路、２２・・・耐熱性基板、２４・・・凹
部、２６・・・突起、 ２８・・・押え治具、３２・・、配列基板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）微細金属球の配列ピッチと同一のピッチで且つ微
   細金属球の配列パターンに対応するように形成された出
   口と、該出口に対応して該出口のピッチより大きいピッ
   チで形成された入口と、前記出口と前記入口との間に設
   けられた通路とを具備してなる微細金属球の配列装置。
2. （２）前記入口と対応するように同じピッチで区切られ
   た凹部が形成された耐熱性基板の凹部の上に微細金属線
   を張設し、該微細金属線を加熱して溶融することにより
   、該微細金属線を切断するとともに前記凹部内に微細金
   属球を形成した後、前記入口と前記凹部とが相対するよ
   うに請求項１記載の配列装置と前記耐熱性基板とを重ね
   合わせることによって、微細金属球を前記入口に挿入し
   て前記通路を通過させることにより微細金属球を配列す
   ることを特徴とする微細金属球の配列方法。