JPH10284501A - Ball arranging substrate - Google Patents
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- JPH10284501A JPH10284501A JP10530997A JP10530997A JPH10284501A JP H10284501 A JPH10284501 A JP H10284501A JP 10530997 A JP10530997 A JP 10530997A JP 10530997 A JP10530997 A JP 10530997A JP H10284501 A JPH10284501 A JP H10284501A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子または
基板等の電極部に対して多数の微小ボールを接合してバ
ンプを形成させるための、ボール保持確認手段を有する
微小ボールの配列基板に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micro-ball array substrate having ball holding confirmation means for joining a large number of micro-balls to an electrode portion such as a semiconductor element or a substrate to form bumps.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置の製造工程において、半導体
素子の電極部（電極パッド）や基板等の電極部に導電性
の微小ボールでバンプを形成し、半導体素子と基板、あ
るいは基板同士等をバンプを介して接合する方法がある
（ボールバンプ法）。このバンプを形成する際に、各々
の電極位置に対応した位置にボール配列孔を有し、各配
列孔に微小ボールを列設配置するようにした配列基板が
使用される。2. Description of the Related Art In the process of manufacturing a semiconductor device, bumps are formed with conductive fine balls on electrode portions (electrode pads) of a semiconductor element or electrode portions of a substrate or the like, and the semiconductor element and the substrate or between the substrates are bumped. (Ball bump method). When forming the bumps, an array substrate is used which has ball arrangement holes at positions corresponding to the respective electrode positions and in which minute balls are arranged in rows in each arrangement hole.
【０００３】このバンプ形成では、例えば半導体素子の
電極パッドにバンプを形成させる場合、真空吸引等の方
法により配列基板のボール配列孔に微小ボールを吸引さ
せて保持させる。その際、１つのボール配列孔に１つの
微小ボールが確実に吸着されなければならない。ボール
吸着もれがあると、電極上にバンプが形成されず電極間
の導通が得られない。また１つのボール配列孔に２個以
上の微小ボールが吸着されると、隣の電極パッドと接触
する等不良となるからである。In this bump formation, for example, when a bump is formed on an electrode pad of a semiconductor element, a minute ball is sucked and held in a ball array hole of an array substrate by a method such as vacuum suction. At that time, one micro ball must be surely adsorbed to one ball arrangement hole. If there is leakage of the ball, no bump is formed on the electrode, and conduction between the electrodes cannot be obtained. Further, if two or more minute balls are attracted to one ball arrangement hole, a defect such as contact with an adjacent electrode pad occurs.
【０００４】微小ボールの吸着状況を確認する方法とし
て、配列基板の側面、背面からレーザ光を照射し、吸着
もれや余剰ボール吸着等の吸着エラーを検出する方法が
知られている。吸着エラーが生じた場合、余剰の微小ボ
ールの除去や再吸着等を行うことで吸着エラーを解消す
る。ボール配列孔に過不足なく微小ボールが吸着したこ
とを確認後、その状態を保持したままで配列基板をバン
プ接合用ステージまで搬送し、接合用ステージ上の半導
体素子の電極パッドと微小ボールの位置合わせを行う。As a method for confirming the state of suction of the minute balls, there is known a method of irradiating a laser beam from the side surface and the back surface of the arrayed substrate to detect a suction error such as a leaking suction or an excessive ball suction. When a suction error occurs, the suction error is eliminated by removing excess micro balls, performing re-suction, or the like. After confirming that the micro-balls have been adsorbed to the ball arrangement holes, the array substrate is transported to the bump bonding stage while maintaining the state, and the positions of the semiconductor element electrode pads and the micro-balls on the bonding stage Perform alignment.
【０００５】位置合わせ終了後、微小ボールを吸着保持
した配列基板を下降させて微小ボールと半導体素子の電
極パッドを熱圧着させることによってバンプを形成す
る。あるいはプリント配線板等の電極部に低融点金属よ
りなるバンプを形成させる場合では、電極部にあらかじ
めフラックスを供給しておき、微小ボールを電極部に配
列した後リフローする方法が一般的である。After the alignment, the array substrate holding the micro-balls is lowered and the micro-balls and the electrode pads of the semiconductor element are thermocompressed to form bumps. Alternatively, when a bump made of a low melting point metal is formed on an electrode portion of a printed wiring board or the like, a method of supplying a flux to the electrode portion in advance, arranging minute balls on the electrode portion, and then performing reflow is common.
【０００６】先に述べたように、これまで微小ボールの
吸着状態の検査の一例として配列基板の正面や側面等か
らレーザー光を照射し、吸着もれや余剰ボールを検査す
る方法がある。ボールの「ヌケ」がある場合には配列基
板正面から照射されたレーザ光がボール配列孔を通っ
て、配列基板の背面に設けられている受光部へ到達し、
これによりボールヌケの情報が得られる。また、余剰ボ
ールは側面からのレーザ光を遮断し、その反対側の受光
部へ到達しないため、余剰ボールの情報が得られる。と
ころが、このレーザ光による吸着状態の検査ではボール
径が３００μｍ以下（特に２００μｍ以下）になると光
量、位置精度等の問題のために再現性がなく、生産レベ
ルでは用いられていないのが実情である。As described above, as one example of the inspection of the suction state of the minute balls, there has been a method of irradiating a laser beam from the front or side surface of the array substrate to inspect the suction leakage and the surplus balls. If there is a "drop" of the ball, the laser light emitted from the front of the array substrate passes through the ball array hole and reaches the light receiving section provided on the back of the array substrate,
As a result, information on missing balls can be obtained. Further, since the surplus ball blocks the laser beam from the side surface and does not reach the light receiving portion on the opposite side, the surplus ball information can be obtained. However, in the inspection of the suction state by the laser light, when the ball diameter becomes 300 μm or less (especially 200 μm or less), there is no reproducibility due to problems such as light quantity and positional accuracy, and it is not used at the production level. .
【０００７】一方、ボール配列状態の検査に画像認識法
を用いる方法が知れている。この方法では、白黒ＣＣＤ
カメラを用い、配列基板に吸着保持されている微小ボー
ルに光をあてて反射光を取り込む。この反射光を２値化
し、すなわちボールからの反射光を白、また配列基板か
らの反射光を黒とすることでボール配列保持状態を認識
させるというものである。On the other hand, there is known a method using an image recognition method for inspecting a ball arrangement state. In this method, a monochrome CCD
Using a camera, light is applied to the minute balls sucked and held on the array substrate to capture reflected light. The reflected light is binarized, that is, the reflected light from the ball is white, and the reflected light from the array substrate is black, thereby recognizing the ball arrangement holding state.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
で画像認識法では配列基板上に吸着保持されている微小
ボールを正確に認識することが難しいと考えられてお
り、生産には用いられていなかった。例えば配列基板が
ステンレス等の金属製である場合、配列基板表面の加工
傷や損傷箇所からの反射光による誤認識が生じ、あるい
は配列基板と微小ボールからの反射光に差がないために
反射光を２値化した際にコントラスト差が得られず判別
できないことが懸念されていた。その上、配列基板に設
けたボール吸着孔が機械加工や放電加工、あるいはレー
ザ照射により形成されたものでは、吸着面にバリ等が残
ることがある。この場合特に直径φ２００μｍ以下の微
小ボールをチップ等に搭載したときの精度に大きく影響
していた。However, it has been considered that it is difficult to accurately recognize the minute balls sucked and held on the array substrate by the image recognition method so far, and it has not been used for production. . For example, if the array substrate is made of metal such as stainless steel, misrecognition may occur due to reflected light from processing scratches or damage on the surface of the array substrate, or reflected light because there is no difference between reflected light from the array substrate and minute balls. There is a concern that when binarizing is performed, a contrast difference cannot be obtained and it cannot be determined. In addition, when the ball suction holes provided in the array substrate are formed by machining, electric discharge machining, or laser irradiation, burrs and the like may remain on the suction surface. In this case, the precision when a micro ball having a diameter of 200 μm or less is mounted on a chip or the like is greatly affected.
【０００９】また、ガラス製の配列基板を用いた場合、
認識用の光がガラス配列基板を透過し、ガラス配列基板
を保持している治具に達し、この治具からの反射光が金
属製配列基板の場合と同様に誤認式の原因となる。すな
わち、透過光がボール吸着孔付近で乱反射を起こし、吸
着孔周辺が白く光るために吸着されたボールの認識が正
確に行われないことが問題であった。また、ガラス配列
基板自身の表面に点在する微小なキズが光を反射し、こ
のようなキズが原因で微小ボールが付着したものと認識
され、エラーを引き起こす要因となっていた。When an array substrate made of glass is used,
Recognition light passes through the glass array substrate and reaches the jig holding the glass array substrate, and the reflected light from the jig causes a misidentification as in the case of the metal array substrate. That is, the transmitted light causes irregular reflection in the vicinity of the ball suction hole, and the circumference of the suction hole shines white. In addition, minute scratches scattered on the surface of the glass array substrate itself reflect light, and such scratches are recognized as having minute balls attached thereto, causing an error.
【００１０】本発明の目的は、これまでよりも精度よく
吸着状態の良否を認識し、確実にボールバンプを形成さ
せるためのボール配列基板を提供するものである。An object of the present invention is to provide a ball array substrate for accurately recognizing whether or not a suction state is good and forming ball bumps with certainty.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明によるボール配列
基板は、半導体素子または基板等の電極に対応する位置
に微小導電性ボールを吸着保持し配列させるためのボー
ル配列基板であって、前記微小導電性ボールを吸着した
ボール配列面に光をあて、前記微小導電性ボールと前記
ボール配列面からの反射光により、前記微小導電性ボー
ルの配列状態の良否を光学的に認識する際、その光源の
波長を３００〜９００ｎｍの範囲で設定すると共に、前
記光源に対する反射率を５０％以下としたことを特徴と
する。A ball array substrate according to the present invention is a ball array substrate for adsorbing and holding minute conductive balls at positions corresponding to electrodes of a semiconductor element or a substrate, and arranging the conductive balls. When light is applied to the ball arrangement surface on which the conductive balls are adsorbed, and the reflected light from the minute conductive balls and the ball arrangement surface optically recognizes whether or not the arrangement state of the minute conductive balls is good, the light source is used. Is set in the range of 300 to 900 nm, and the reflectance with respect to the light source is set to 50% or less.
【００１２】なお、ここにボール配列基板の反射率と
は、図１に示すように入射光Ａに対する配列基板表面か
らの反射光Ｂ、配列基板裏面からの反射光Ｃ、配列基板
裏面にある配列基板固定治具からの反射光Ｄの全てを含
む反射光の割合をいう。Here, the reflectance of the ball array substrate means, as shown in FIG. 1, the reflected light B from the array substrate front surface, the reflected light C from the array substrate back surface, and the array light on the array substrate back surface for the incident light A as shown in FIG. The ratio of the reflected light including all the reflected light D from the substrate fixing jig.
【００１３】また、本発明のボール配列基板において、
前記微小導電性ボールを吸着させるボール配列面に反射
抑制膜が形成されたことを特徴とする。また、本発明の
ボール配列基板において、形成材料がガラスであること
を特徴とする。Further, in the ball array substrate of the present invention,
A reflection suppressing film is formed on a ball array surface for adsorbing the minute conductive balls. Further, in the ball array substrate of the present invention, the forming material is glass.
【００１４】また、本発明によるボール配列ヘッドは、
上記いずれかかのボール配列基板を用い、このボール配
列基板を保持する部分の反対側にボール吸着用の減圧空
間を設けたボール保持手段を有することを特徴とする。
また、本発明のボール配列ヘッドにおいて、前記ボール
配列板を保持する部分の反対側に配列基板吸着用の減圧
空間を設けた配列基板保持手段を有することを特徴とす
る。Further, the ball array head according to the present invention comprises:
A ball holding means is provided which uses any one of the above-mentioned ball array substrates and has a reduced pressure space for adsorbing balls on a side opposite to a portion for holding the ball array substrate.
The ball array head according to the present invention is characterized in that the ball array head further comprises array substrate holding means provided with a reduced-pressure space for array substrate suction on a side opposite to a portion holding the ball array plate.
【００１５】また、本発明によるボール配列装置は、上
記ボール配列ヘッドと、ボール配列状態を認識させるた
めの光源、受光器および画像認識処理装置と、を備え、
前記ボール配列基板に前記微小導電性ボールを配列後、
前記画像処理認識装置によって前記微小導電性ボールの
配列状態の良否を検査するようにしたことを特徴とす
る。Further, a ball array device according to the present invention includes the above-mentioned ball array head, a light source, a light receiver, and an image recognition processing device for recognizing a ball array state,
After arranging the minute conductive balls on the ball array substrate,
The arrangement of the minute conductive balls is inspected by the image processing recognition device.
【００１６】また、本発明によるボール配列検査方法
は、半導体素子または基板の電極に対応するように、配
列基板のボール配列面に微小導電性ボールを吸着保持し
配列させる工程と、前記微小導電性ボールを吸着したボ
ール配列面に光をあて、前記微小導電性ボールと前記ボ
ール配列面からの反射光を用いて、前記微小導電性ボー
ルの配列状態の良否を光学的に認識する工程と、を含む
ボール配列検査方法であって、光源の波長を３００〜９
００ｎｍの範囲で設定すると共に、前記光源に対する反
射率を５０％以下としたことを特徴とする。In the ball arrangement inspection method according to the present invention, the step of adsorbing and holding the minute conductive balls on the ball arrangement surface of the arrangement substrate so as to correspond to the electrodes of the semiconductor element or the substrate; Irradiating light to the ball array surface on which the ball is adsorbed, and optically recognizing whether or not the array state of the minute conductive balls is good, using reflected light from the micro-conductive ball and the ball array surface. A ball arrangement inspection method, wherein the wavelength of the light source is 300 to 9
It is characterized in that it is set in the range of 00 nm and the reflectance for the light source is 50% or less.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
好適な実施の形態を説明する。本発明の実施形態におい
て、半導体素子または基板の電極に対応する位置に、ボ
ール配列基板のボール配列面に微小導電性ボールを吸着
保持し、微小ボール吸着後の検査工程で画像認識法を用
いるものとする。従ってボール配列基板とこれに吸引保
持された微小ボールに光を当て、それらの反射光をＣＣ
Ｄカメラによって光学的に検出する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In an embodiment of the present invention, a fine conductive ball is suction-held on a ball array surface of a ball array substrate at a position corresponding to an electrode of a semiconductor element or a substrate, and an image recognition method is used in an inspection process after the suction of the fine ball. And Therefore, light is applied to the ball array substrate and the minute balls sucked and held by the substrate, and the reflected light is applied to the CC.
Optically detected by a D camera.
【００１８】ここで、図２に示されるようにボール配列
基板１において、半導体素子または基板の電極に対応す
る位置にボール配列孔２を有し、ボール配列面に微小導
電性ボール３を吸着保持する。そして、本実施形態では
特に配列基板１のボール配列面に反射抑制膜が形成され
る。この反射抑制膜としては後述するコーティング膜４
が好適である。Here, as shown in FIG. 2, the ball array substrate 1 has a ball array hole 2 at a position corresponding to a semiconductor element or an electrode of the substrate, and holds a minute conductive ball 3 by suction on the ball array surface. I do. In this embodiment, the reflection suppressing film is formed on the ball arrangement surface of the arrangement substrate 1. As the reflection suppressing film, a coating film 4 described later is used.
Is preferred.
【００１９】認識用光源の１例としてキセノンランプを
用いた場合、ボール配列基板１からの反射光量が５０％
以下、好ましくは２０％以下とする。このようにボール
配列基板１からの反射光量を抑えることにより、微小導
電性ボール３とボール配列基板１のコントラスト差を明
確にし、より正確な画像認識を実現することができる。When a xenon lamp is used as an example of the recognition light source, the amount of light reflected from the ball array substrate 1 is 50%.
Or less, preferably 20% or less. By suppressing the amount of reflected light from the ball array substrate 1 as described above, the contrast difference between the minute conductive balls 3 and the ball array substrate 1 is clarified, and more accurate image recognition can be realized.
【００２０】一般に、画像認識法ではＣＣＤカメラで取
り込んだ画像を入射光量の多少によって２５６階調で画
面に表示している。２値化処理において、２５６階調の
うちで所定のしきい値を決め、そのしきい値を基準に
白、黒を判別する。ここで、微小ボールとボール配列基
板の反射光量分布の１例を図３に示す。微小ボールとボ
ール配列基板を２値化によって判別する場合、この例の
ようにそれぞれの反射光量分布が重なっていると、両者
を明確に分けることが困難になる。Generally, in the image recognition method, an image captured by a CCD camera is displayed on a screen in 256 gradations depending on the amount of incident light. In the binarization process, a predetermined threshold is determined from among 256 gradations, and white and black are determined based on the threshold. Here, FIG. 3 shows an example of the distribution of the amount of reflected light between the minute ball and the ball array substrate. When discriminating between a micro ball and a ball array substrate by binarization, if the respective reflected light amount distributions overlap as in this example, it becomes difficult to clearly separate the two.
【００２１】本発明のボール配列基板１を用いることに
より、微小ボール３とボール配列基板１自体からの反射
光量に明確な差をつけることで、図４のようにボール配
列基板１と微小ボール３の階調度差ができ、２値化によ
って微小ボールを確実に判別することができる。図中の
コーティングしたボール配列基板１の反射率は、入射光
波長が４００〜８００ｎｍのとき、その全波長領域でお
よそ２０％である。微小ボール３の材質、表面形状が変
化したことによってボールからの反射光階調度に変動は
あるが、本発明のボール配列基板１を用いた場合、微小
ボール３の状態にかかわらず判別することができる。特
にボール配列基板１の反射率が５０％以上である場合、
微小ボール３の表面状態によってはその程度の反射率を
持つものもあるのでボール配列基板１からの反射光と区
別が付かないことがある。By using the ball array substrate 1 of the present invention, by making a clear difference between the amount of reflected light from the minute ball 3 and the ball array substrate 1 itself, as shown in FIG. And a small ball can be reliably identified by binarization. The reflectance of the coated ball array substrate 1 in the figure is about 20% in the entire wavelength region when the wavelength of the incident light is 400 to 800 nm. Although the gradation of the reflected light from the ball varies due to the change in the material and the surface shape of the small ball 3, when the ball array substrate 1 of the present invention is used, it is possible to determine regardless of the state of the small ball 3. it can. In particular, when the reflectance of the ball array substrate 1 is 50% or more,
Depending on the surface condition of the microballs 3, some of them may have such a reflectance, so that they may not be distinguished from the light reflected from the ball array substrate 1.
【００２２】さて、ボール配列基板１の反射率を減少さ
せるには、ボール配列基板１そのものに黒色の材料を用
いてもよいが、この実施形態のように配列基板表面にほ
ぼ黒色のコーティング膜４を形成することにより、簡便
かつ低コストの配列基板の作製法を実現する。ここに、
「ほぼ黒色」とは厳密な意味の黒色でなくともよく、す
なわち認識に用いる光源の光の反射を抑制し得る色合い
（例えば白色光を用いる場合は焦げ茶色や深い青色等）
であればよい。また、コーティング方法はスパッタ、真
空蒸着、イオンプレーティング、ＣＶＤ等でもよいし、
メッキ、塗布等でもよい。コーティング膜としては反射
を抑制するものであれば何でもよく、酸化物（Ｗ
2 Ｏ5 、Ｆｅ2 Ｏ3 、酸化クロム等）、窒化物（Ｓｉ
Ｎ、ＴｉＮ等）、炭化物（ＳｉＣ、ＴｉＣ等）等があ
る。To reduce the reflectivity of the ball array substrate 1, a black material may be used for the ball array substrate 1 itself. However, as in this embodiment, a substantially black coating film 4 is formed on the surface of the array substrate. Is formed, a simple and low-cost method for manufacturing an array substrate is realized. here,
“Almost black” does not have to be strictly black, that is, a color that can suppress the reflection of light from a light source used for recognition (for example, dark brown or deep blue when white light is used).
Should be fine. Further, the coating method may be sputtering, vacuum deposition, ion plating, CVD, etc.,
Plating, coating or the like may be used. Any coating film may be used as long as it suppresses reflection, and an oxide (W
2 O 5 , Fe 2 O 3 , chromium oxide, etc.), nitride (Si
N, TiN, etc.) and carbides (SiC, TiC, etc.).
【００２３】また、ペロブスカイト構造等を有する複雑
な結晶構造の酸化物等でもよいし、アモルファス構造の
酸化物等でもよい。また、コーティングは多層膜構造に
よる多重反射を利用してもよいし、ほぼ黒色の粉末を含
んだ溶液を塗布して乾燥させてもよい。あるいはコーテ
ィング膜上に透明な膜（例えばＳｉＯ2 ）を積層し、黒
色コーティング層を挟む構造でもよい。コーティング膜
厚については０．０５〜１００μｍまでを検討した。ボ
ール配列基板１に透明なガラスを用いた場合、配列基板
保持治具からも光が反射されるが、配列基板表面をコー
ティングによって配列基板保持治具からの反射も抑制す
ることができる。Further, an oxide having a complex crystal structure having a perovskite structure or the like, or an oxide having an amorphous structure may be used. Further, the coating may utilize multiple reflection by a multilayer film structure, or may be applied and dried by applying a solution containing a substantially black powder. Alternatively, a structure in which a transparent film (for example, SiO 2 ) is laminated on the coating film and a black coating layer is interposed therebetween may be employed. Regarding the coating film thickness, a range from 0.05 to 100 μm was examined. When transparent glass is used for the ball array substrate 1, light is reflected also from the array substrate holding jig, but reflection from the array substrate holding jig can be suppressed by coating the array substrate surface.
【００２４】従来のボール配列基板のようにステンレス
等の金属を用いた場合、Ｓｉチップ等との大きな熱膨張
係数差に起因して、接合時の熱による配列基板の熱膨張
によりボール配列時に電極と配列孔の位置ずれが生じる
ことがある。ガラスを用いた場合、金属よりも低熱膨張
率であるため、高温の接合に対しても精度の良いボール
接合が可能である。これにより近年の電極間の狭ピッチ
化、ボール縮小化等の傾向に対して有効に対応可能であ
る。ガラスのうちでも特に感光性ガラスを用いると、一
般のガラスを用いた場合に比べ、精度よく微細なボール
配列孔を形成することができ、孔明けの加工精度も優れ
ている。そのため孔形状のよい微細なボール配列孔を形
成することができ、孔エッジからの反射光も抑制でき、
チップ等へのボール搭載精度も向上する。When a metal such as stainless steel is used as in a conventional ball array substrate, due to a large thermal expansion coefficient difference from an Si chip or the like, the electrodes during the ball array due to the thermal expansion of the array substrate due to heat at the time of bonding. And the alignment holes may be misaligned. When glass is used, since it has a lower coefficient of thermal expansion than metal, it is possible to perform ball bonding with high accuracy even at high temperature. As a result, it is possible to effectively cope with recent trends in narrowing the pitch between electrodes, reducing the size of balls, and the like. In particular, when photosensitive glass is used among the glasses, fine ball arrangement holes can be formed with higher accuracy than when ordinary glass is used, and the processing accuracy of the holes is excellent. Therefore, a fine ball arrangement hole having a good hole shape can be formed, and the reflected light from the hole edge can be suppressed.
The ball mounting accuracy on chips and the like is also improved.
【００２５】画像認識に必要な光は微小ボールに対して
斜めから当ててもよいし、垂直に当ててもよい。受光器
には１台以上のＣＣＤカメラ（カラーおよび白／黒共に
可）や、ラインセンサ等も使用することができる。ま
た、配列基板表面にサンドブラスト等の処理によって微
細な凹凸を付け、光を散乱させて実効的に反射光量を減
らしてもよい。Light required for image recognition may be applied obliquely to the minute ball or vertically. One or more CCD cameras (both color and white / black possible), line sensors, and the like can be used as the light receiver. Also, fine irregularities may be formed on the surface of the array substrate by a process such as sandblasting to scatter light to effectively reduce the amount of reflected light.
【００２６】なお、本発明によるボール配列基板は金ボ
ールのチップへの配列の他に、所謂ＴＡＢ等のフィルム
キャリアの電極への金や半田ボールの配列、あるいはプ
リント配線板の電極への金や半田ボールの配列等にも適
用することができる。本発明によるボール配列基板と、
そのボール配列基板と微小ボールを保持するための減圧
空間をボール配列基板を保持する面と逆側に設けた保持
手段を含むヘッドと併用すると、極めて高精度にボール
バンプを形成できる。また、吸着以外の方法による微小
ボールの保持法であっても黒色配列基板を用いることは
画像認識に有効な手段である。The ball array substrate according to the present invention is not limited to the array of gold balls on the chip, but also the array of gold or solder balls on the electrodes of a film carrier such as a so-called TAB or the gold or the solder on the electrodes of a printed wiring board. The present invention can be applied to an arrangement of solder balls and the like. A ball array substrate according to the present invention,
When the reduced pressure space for holding the ball array substrate and the minute balls is used together with a head including a holding means provided on the side opposite to the surface holding the ball array substrate, ball bumps can be formed with extremely high precision. Further, even in the method of holding micro balls by a method other than suction, using a black array substrate is an effective means for image recognition.
【００２７】[0027]
【実施例】次に、本発明によるボール配列基板を用いた
微小ボールの吸着エラー検出の実施例を説明する。コー
ティング膜としてＷ2 Ｏ5 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＴｉＮ、Ｔｉ
Ｃの４種類について実施した。これらのコーティング膜
の有するガラス基板を用い、ボールを吸着保持させてＣ
ＣＤカメラによる画像認識を行った。表はこの検出結果
を示している。なお、表中には、コーティングなしのガ
ラス基板による認識結果も併せて記載している。Next, a description will be given of an embodiment of detecting a small ball suction error using the ball array substrate according to the present invention. W 2 O 5 , Fe 2 O 3 , TiN, Ti as coating film
C was carried out for four types. Using a glass substrate having these coating films, a ball is adsorbed and held, and C
Image recognition with a CD camera was performed. The table shows the results of this detection. In addition, in the table, the recognition result by the glass substrate without coating is also described.
【００２８】[0028]
【表１】 [Table 1]
【００２９】本実施形態における画像認識法によるエラ
ー検出では、次の諸条件に従って行った。 使用配列基板 ：感光性ガラス 配列基板吸着孔数：３００ 使用ボールサイズ：φ３０、６０、１００、３００μｍ ボール材料 ：Ａｕ、半田 光源 ：キセノンランプ コーティングなし（比較例）基板：反射率＝１０〜１５
％、透過率＝８５〜９０％ コーティングした基板：反射率＝５〜４０％、透過率＝
３〜１０％ 試験回数 ：１００回The error detection by the image recognition method in the present embodiment was performed under the following conditions. Array substrate used: photosensitive glass Number of adsorption holes on array substrate: 300 Ball size used: φ30, 60, 100, 300 μm Ball material: Au, solder Light source: Xenon lamp Uncoated (comparative example) Substrate: reflectance = 10 to 15
%, Transmittance = 85-90% Coated substrate: reflectance = 5-40%, transmittance =
3-10% Number of tests: 100
【００３０】表中、「×」印は誤認識であったものを示
し、微小ボールの吸着に過不足があったにもかかわらず
正常と判断した場合、あるいは正常に吸着したにもかか
わらず不良と判断した場合をいう。また、「○」印は余
剰ボールの有無、吸着もれの認識を正確に行えた場合で
ある。結果をみると、コーティングなしのガラス基板で
は吸着した微小ボールに過不足が生じても正常に吸着さ
れたと判断されてしまう。５種類のコーティング膜で配
列基板表面からの反射光を抑えたものでは、微小ボール
の吸着過不足を正確に判断できるようになることがわか
る。コーティングなしの配列基板は、平均して15％の割
合で誤認識が発生した。In the table, the mark "x" indicates that the recognition was erroneous, and it was judged that the suction of the minute ball was normal despite excess or deficiency, or it was determined that the suction was abnormal despite the normal suction. Means that In addition, the mark “場合” indicates the case where the presence or absence of the extra ball and the leakage of the suction were correctly recognized. According to the results, it is determined that the glass ball without coating is normally sucked even if the amount of the adsorbed micro balls is excessive or insufficient. It can be seen that five types of coating films that suppress reflected light from the surface of the arrayed substrate can accurately determine whether the fine balls are attracted or not. On average, 15% of the uncoated substrates were misrecognized.
【００３１】本発明のボール配列基板を用いれば、今後
の半導体素子の動向に合ったボール径、ピッチに対して
も正確なバンプ形成を確実に行うことができる。By using the ball array substrate of the present invention, it is possible to surely form bumps accurately with respect to the ball diameter and the pitch in accordance with the future trend of semiconductor devices.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上の説明したように本発明によれば、
微小ボール配列基板において微小ボール吸着後の吸着状
況検査の際、配列基板表面からの反射光を抑え、これに
より画像認識精度が格段に向上し、半導体チップ、フィ
ルムキャリアおよび基板等の電極に高精度で微小導電性
バンプを形成することができる。As described above, according to the present invention,
In the inspection of the suction state after the micro-balls are adsorbed on the micro-ball array substrate, the reflected light from the array substrate surface is suppressed, thereby significantly improving the image recognition accuracy and the high accuracy of the electrodes such as semiconductor chips, film carriers and substrates. Thus, a minute conductive bump can be formed.
【図１】本発明におけるボール配列基板の反射率を説明
する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the reflectance of a ball array substrate according to the present invention.
【図２】本発明のボール配列基板の実施形態における構
成例を示す斜視図および断面図である。FIGS. 2A and 2B are a perspective view and a cross-sectional view illustrating a configuration example of an embodiment of a ball array substrate according to the present invention.
【図３】微小ボールとボール配列基板の反射光量分布の
１例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a distribution of reflected light amounts of a micro ball and a ball array substrate.
【図４】本発明に係る微小ボールとボール配列基板の反
射光量分布の１例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a distribution of the amount of reflected light between a micro ball and a ball array substrate according to the present invention.
１ 微小ボール配列基板 ２ ボール配列孔 ３ 微小ボール ４ コーティング膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Micro ball arrangement board 2 Ball arrangement hole 3 Micro ball 4 Coating film
Claims (7)
る位置に微小導電性ボールを吸着保持し配列させるため
のボール配列基板であって、 前記微小導電性ボールを吸着したボール配列面に光をあ
て、前記微小導電性ボールと前記ボール配列面からの反
射光により、前記微小導電性ボールの配列状態の良否を
光学的に認識する際、その光源の波長を３００〜９００
ｎｍの範囲で設定すると共に、前記光源に対する反射率
を５０％以下としたことを特徴とするボール配列基板。1. A ball array substrate for adsorbing and holding minute conductive balls at positions corresponding to electrodes of a semiconductor element or a substrate, and arranging light on a ball array surface on which the minute conductive balls are adsorbed. When optically recognizing whether or not the arrangement state of the minute conductive balls is good by the reflected light from the minute conductive balls and the ball arrangement surface, the wavelength of the light source is set to 300 to 900.
A ball array substrate, which is set in the range of nm and has a reflectance of 50% or less for the light source.
ル配列面に反射抑制膜が形成されたことを特徴とする請
求項１に記載のボール配列基板。2. The ball array substrate according to claim 1, wherein a reflection suppressing film is formed on a ball array surface on which the minute conductive balls are attracted.
る請求項１または２に記載のボール配列基板。3. The ball array substrate according to claim 1, wherein the forming material is glass.
ール配列基板を用い、このボール配列基板を保持する部
分の反対側にボール吸着用の減圧空間を設けたボール保
持手段を有することを特徴とするボール配列ヘッド。4. A ball holding means using the ball array substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein a pressure reducing space for attracting balls is provided on a side opposite to a portion holding the ball array substrate. A ball array head, characterized in that:
いて、 前記ボール配列基板を保持する部分の反対側に配列基板
吸着用の減圧空間を設けた配列基板保持手段を有するこ
とを特徴とするボール配列ヘッド。5. The ball arrangement head according to claim 4, further comprising an arrangement substrate holding means provided with a decompression space for adsorbing the arrangement substrate on a side opposite to a portion holding the ball arrangement substrate. Array head.
ボール配列状態を認識させるための光源、受光器および
画像認識処理装置と、を備え、 前記ボール配列基板に前記微小導電性ボールを配列後、
前記画像処理認識装置によって前記微小導電性ボールの
配列状態の良否を検査するようにしたことを特徴とする
ボール配列装置。6. A ball array head according to claim 5,
A light source for recognizing a ball arrangement state, a light receiver and an image recognition processing device, and after arranging the minute conductive balls on the ball arrangement substrate,
A ball array device, wherein the image processing recognizing device checks whether or not the array state of the minute conductive balls is good.
ように、配列基板のボール配列面に微小導電性ボールを
吸着保持し配列させる工程と、前記微小導電性ボールを
吸着したボール配列面に光をあて、前記微小導電性ボー
ルと前記ボール配列面からの反射光を用いて、前記微小
導電性ボールの配列状態の良否を光学的に認識する工程
と、を含むボール配列検査方法であって、 光源の波長を３００〜９００ｎｍの範囲で設定すると共
に、前記光源に対する反射率を５０％以下としたことを
特徴とするボール配列検査方法。7. A step of adsorbing and holding minute conductive balls on a ball array surface of an array substrate so as to correspond to an electrode of a semiconductor element or a substrate, and arranging light on the ball array surface adsorbing the minute conductive balls. A method using the reflected light from the micro-conductive balls and the ball array surface, optically recognizing the quality of the array state of the micro-conductive balls, the ball arrangement inspection method, A ball array inspection method, wherein the wavelength of the light source is set in the range of 300 to 900 nm, and the reflectance for the light source is 50% or less.
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10530997A JPH10284501A (en) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | Ball arranging substrate |
| DE69740081T DE69740081D1 (en) | 1997-01-30 | 1997-08-28 | BALL ARRANGEMENT SUBSTRATE FOR THE PRODUCTION OF HEELS, BALL ARRANGEMENT HEAD, BALL ARRANGEMENT DEVICE AND BALL ARRANGEMENT PROCESS |
| EP10174137A EP2256793B1 (en) | 1997-01-30 | 1997-08-28 | Ball-arranging substrate for placement of bumps, ball-arranging head, ball-arranging apparatus and method for arranging balls |
| US09/355,517 US6571007B1 (en) | 1997-01-30 | 1997-08-28 | Ball-arranging substrate for forming bump, ball-arranging head, ball-arranging device, and ball-arranging method |
| EP97937832A EP0964442B1 (en) | 1997-01-30 | 1997-08-28 | Ball arranging substrate for forming bump, ball arranging head, ball arranging apparatus, and ball arranging method |
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| JP10530997A Pending JPH10284501A (en) | 1997-01-30 | 1997-04-08 | Ball arranging substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10284501A (en) |
-
1997
- 1997-04-08 JP JP10530997A patent/JPH10284501A/en active Pending
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