JPH05175201A - 転写バンプ実装装置および転写バンプ実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 半導体素子や電気・電子部品、電気回路など
に高精度で、しかも容易に接続や接点として用いるバン
プを連続的に転写できる転写バンプ実装装置、および転
写バンプの実装方法を提供する。 【構成】 転写バンプ付きキャリアテープの繰り出し部
１および巻き取り部２と、搬送ローラ３，４，５，６、
バンプ８を加熱圧着して被着体９に転写するボンディン
グ部を備えた装置であって、ボンディング部に設置した
ボンディングヘッド１３によって転写する。搬送ローラ
にはバンプ８の転写前での離脱を防止するためのバンプ
保護溝を設けておくことが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体素子や電気回路部
品の接続や接点に用いるバンプを、電気回路部品に転
写、実装するために用いる転写バンプ実装装置、および
バンプ実装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年における半導体産業の発展に伴っ
て、電子機器の薄型化や小型軽量化が進み、半導体装置
を多く用いるデバイスや機器には半導体素子を一定面積
の基板上に高密度に実装することが望まれている。半導
体実装の技術分野では半導体素子に金属突起物（バン
プ）を直接もしくは転写にて形成して接続端子とし、こ
れを用いて実装を行っている。このようなバンプを形成
する方法は、半導体素子以外の各種電気・電子部品にも
応用することによって電子機器への実装密度の向上につ
ながるものである。

【０００３】しかしながら、一般に半導体素子やその他
の多くの電子部品にバンプを直接形成することは、製造
技術（形成技術）の面から難しく、半導体素子不良など
製造時の歩留り低下の原因となるものである。一方、バ
ンプを転写法によって形成する、所謂転写バンプ形成方
法も提案されているが、現在行われているＩＴＯガラス
上にバッチ法にてバンプを形成する場合、製造コストや
製造方法、バンプの転写方法などに種々の制約があり、
実用化の面で未だ満足できるものではない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来のバ
ンプ形成技術における種々の問題に鑑みてなされたもの
であって、半導体素子や電気・電子部品、電気回路など
に対して、容易に接続や接点に用いるバンプを転写法に
よって形成することができる転写バンプ実装装置、およ
びこの装置を用いた転写バンプ実装方法を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは上
記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、バンプ
用の金属体を離脱可能な状態で保持するキャリアテープ
を用いることによって転写工程の自動化が可能となり、
バンプ形成時の生産性が向上できることを見い出し、本
発明を完成するに至った。

【０００６】即ち、本発明は転写バンプ付きキャリアテ
ープの繰り出し部と、繰り出し側の搬送ローラと、バン
プを加熱圧着して被着体へ転写するボンディング部と、
巻き取り側の搬送ローラと、転写後のキャリアテープの
巻き取り部とを含む転写バンプ実装装置、および転写バ
ンプ付きキャリアテープを搬送ローラによって繰り出し
部からバンプを加熱圧着して被着体へ転写するボンディ
ング部へ導入したのち、ボンディング部においてボンデ
ィングヘッドによってキャリアテープ上のバンプを被着
体に転写し、転写後のキャリアテープを搬送ローラによ
って巻き取り部に巻き取ることを特徴とする転写バンプ
実装方法を提供するものである。

【０００７】以下、本発明の転写バンプ実装装置および
これを用いた転写バンプ実装方法を図面を用いて説明す
る。

【０００８】図１は本発明の転写バンプ実装装置の実例
を示す基本構成図である。

【０００９】図１から明らかなように、本発明の転写バ
ンプ実装装置は半導体素子などの被着体９に転写される
バンプ８を有するキャリアテープ７を繰り出すための繰
り出し部１と、転写後のキャリアテープ７を巻き取るた
めの巻き取り部２を有するものである。キャリアテープ
７は繰り出し側の搬送ローラ３および４と巻き取り側の
搬送ローラ５および６によって半導体素子などの被着体
９が載置されたボンディング部に導かれる。次いで、ボ
ンディングヘッド１３によって被着体９上の所望位置に
キャリアテープ７上のバンプ８が転写される。キャリア
テープ７を高精度に位置合わせ制御して搬送するため
に、エッジコントローラ１４を装置内に設けておくこと
が好ましい。

【００１０】バンプ８をキャリアテープ７から被着体９
の所望位置に転写するには、数値制御されたＸＹテーブ
ル１１上に被着体９を載置することが好ましく、また、
転写時に加熱する必要がある場合は、図１に示すように
ヒータなどの熱源を内蔵した熱板１０を用いる。バンプ
転写時には、別に設置したＣＣＤカメラと画像処理装置
を用いることが高精度な位置合わせの点から好ましい。

【００１１】ボンディングヘッド１３は加圧シリンダや
超音波発振器１２などに接続されており、バンプ８をキ
ャリアテープ７から被着体９に転写する際に、ボンディ
ングヘッド１３を加圧もしくは超音波振動させることに
より、キャリアテープ７からバンプ８を脱離、被着体９
に転写する。

【００１２】図２は図１に示すバンプ実装装置における
繰り出し側の搬送ローラ３および４の設置部をキャリア
テープ７の繰り出し方向から見た図である。キャリアテ
ープ７上に設けられているバンプ８は搬送ローラ３およ
び４の間に挟着されるため、これらのローラを通過する
際に加圧によってバンプ８が脱落しないように、バンプ
突出側に位置するローラ（図２では搬送ローラ３）のバ
ンプ通過位置に、バンプ８がローラ３表面と接触しなく
するためのバンプ保護溝１５を設けておくことが好まし
い。このような保護溝１５を搬送ローラ３に形成してお
くことによって、キャリアテープ上のバンプ８は確実に
ボンディング部に搬送される。

【００１３】図３は本発明の転写バンプ実装装置を用い
てバンプを被着体に転写、実装する方法の説明図であ
る。上記したようにしてボンディング部に搬送されたバ
ンプ８を有するキャリアテープ７は、加圧シリンダや超
音波発振器１２などと接続されたボンディングヘッド１
３が下降して被着体９の表面に圧着され、バンプ８はキ
ャリアテープ７から離脱して被着体９表面に転写され
る。転写後はボンディングヘッド１３が上昇して次のバ
ンプ８の転写工程に移るのである。

【００１４】本発明の転写バンプ実装装置および転写バ
ンプ実装方法は上記の通りであるが、本発明において用
いるバンプ８を保持するキャリアテープ７は、ポリイミ
ド樹脂やポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコーン樹脂などの電気絶
縁性および可撓性を有する樹脂層からなるものであり、
これらの樹脂のうち転写時に加わる熱や圧力などに対す
る耐熱性や機械的強度の点からは上記樹脂のうち、ポリ
イミド樹脂を用いることが好ましい。

【００１５】バンプ８は例えば以下のような方法によっ
て形成することができる。

【００１６】上記絶縁性フィルムの片面に蒸着やメッキ
などの手法によって銅などの金属層との２層基材テープ
を作製するか、もしくは銅箔などの金属基体に絶縁性樹
脂溶液を塗布、乾燥して２層基材テープを作製する。次
に、バンプ形成部の絶縁性樹脂層のみに機械的加工やレ
ーザー加工、光加工、化学エッチング加工などによって
穿孔加工を施す。これらの加工法のうち、微細加工性や
加工形状の自由度などの点からエキシマレーザーのごと
き紫外線レーザーを用いた加工法が好ましい。次いで、
金属層側に耐メッキ性のレジスト層を形成したのち、電
気メッキによって穿孔部に金属を充填して樹脂層表面か
ら突出するまで金属メッキを成長させる。充填する金属
を転写バンプとなるので、溶融もしくは軟化して半導体
素子の電極などの被着体上に転写できるような、例えば
金や銀、錫、半田などの金属を用いることが好ましい。
なお、被着体の転写部位に予め半田などの金属が付いて
いる場合には銅やニッケルなどの高融点の金属や硬い金
属を用いることもできる。穿孔部への金属のメッキ充填
が終了したのちレジスト層を除去し、さらに２層基材を
構成する金属層を選択除去し、図３に示すような金属が
穿孔部に充填されたフィルムキャリアを得ることができ
る。

【００１７】上記のようにして得られるキャリアテープ
には転写用のバンプが形成されているが、転写工程にて
接するボンディングヘッドの大きさを考慮するとバンプ
ピッチは３００μｍ以上、バンプ直径は１０〜１００μ
ｍ程度とすることが好ましい。また、キャリアテープの
厚みとしては本発明の装置に用いた場合にテープが裂け
たり切断したりしないように、１０〜１００μｍ程度の
厚みとすることが好ましい。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明の転写バンプ実装装
置および転写バンプ実装方法は、バンプを保持したキャ
リアテープを用いることによって、従来からのバッチ式
の転写バンプ実装方法では達成できなかった連続転写実
装が可能となるものである。また、所望の大きさでバン
プ用の金属を離脱可能に保持することによって、高密度
な電気部品や電気回路などに精度よく、しかも容易にバ
ンプを転写形成することができる。従って、例えば従来
の半導体装置自体にバンプ電極を直接形成して接続を行
うようなバンプコネクター方式と比べて、半導体装置な
どの製造効率がよく、製品の歩留りや生産性が向上する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の転写バンプ実装装置の実例を示す基
本構成図である。

【図２】 図１に示す装置における繰り出し側の搬送ロ
ーラの設置部の説明図である。

【図３】 本発明の転写バンプ実装装置を用いてバンプ
を被着体に転写、実装する方法の説明図である。

【符号の説明】

１ 繰り出し部 ２ 巻き取り部 ３，４，５，６ 搬送ローラ ７ キャリアテープ ８ バンプ ９ 被着体 １３ ボンディングヘッド １５ バンプ保護溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 尚治 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写バンプ付きキャリアテープの繰り出
   し部と、繰り出し側の搬送ローラと、バンプを加熱圧着
   して被着体へ転写するボンディング部と、巻き取り側の
   搬送ローラと、転写後のキャリアテープの巻き取り部と
   を含む転写バンプ実装装置。
2. 【請求項２】 繰り出し側の搬送ローラにバンプ保護溝
   が設けられている請求項１記載の転写バンプ実装装置。
3. 【請求項３】 転写バンプ付きキャリアテープを搬送ロ
   ーラによって繰り出し部からバンプを加熱圧着して被着
   体へ転写するボンディング部へ導入したのち、ボンディ
   ング部においてボンディングヘッドによってキャリアテ
   ープ上のバンプを被着体に転写し、転写後のキャリアテ
   ープを搬送ローラによって巻き取り部に巻き取ることを
   特徴とする転写バンプ実装方法。
4. 【請求項４】 繰り出し側の搬送ローラにバンプ保護溝
   が設けられている請求項３記載の転写バンプ実装方法。