TW540277B - Solder ball attracting mask and its manufacturing method - Google Patents

Description

540277 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 發明領域 本發明概有關於一種銲料球吸引裝置，用以藉由真空 吸取，將銲料球放置於電子元件之電極上，例如一半導體 晶片及一電路板，更詳言之，係有關於一種銲料球吸取遮 罩，安裝於該銲料球吸引裝置上，及其製造方法。 習知技藝說明 習知上，當銲料球被放置於一半導體晶片或一電路板上以一 預定排列形成之電極上，數銲料球藉由一吸引裝置於真空下被一 次吸取，該吸取裝置安裝有一銲料球吸取遮罩，其具有呈預定樣 式之吸引孔，且之後，於已被轉移於該等電極上之後，在真空狀 態取消時被放置於該等電極上，此揭露於如日本專利公開公報 7-202401(1995)。 然而，基於目前電子元件高整合性及同列電極之高密度與複 雜性，同列之銲料球對於銲料球一次被吸引裝置吸引的數目增加 上亦多樣化，亦即，形成於銲料球吸取遮罩上且與該吸引裝置連 通之穿孔的數目亦增加，且同列之穿孔變得更複雜，以致於施予 個別穿孔之吸引力藉其消散而減弱，因此有可能會發生該等銲料 球之吸取錯誤。同時，由於該等銲料球相當小而具有不多於 0.5mm的直徑，因此可能會因為所謂雙球現象，即該等銲料球被 轉移於使數個銲料球被吸取於一穿孔之狀態，而發生該等銲料球 未準確放置於該等電極上之轉移錯誤。 發明概要 據此，本發明之主要目的在於，基於消除上述習知的缺點， -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、可I :線丨 540277 A7 B7 五、發明説明（2 ) 提供一種銲料球吸取遮罩安裝於一吸引裝置上，其中藉給予該銲 料球吸取遮罩一特定形狀，銲料球可被準確地吸引於個別穿孔 上，以致於可消除銲料球之吸引錯誤及銲料球之轉移錯誤。 本發明之另一目的在於提供一種藉電鑄有效製造該銲 料球吸取遮罩之方法。 為達成本發明這些目的，根據本發明之銲料球吸取遮罩係安 裝於一吸引裝置上，用以於真空下吸引數銲料球，以將銲料球放 置於一電子元件之電極上，且於其預定位置處形成有數穿孔用以 分別吸取該等銲料球。該銲料球吸取遮罩具有一主要面可與該等 銲料球銜接，及一後表面可與該吸引裝置銜接，以致於該等穿孔 自該主要面至該後表面延伸穿過該銲料球吸取遮罩。各穿孔包含 一漏斗狀吸取區，用以吸取該銲料球，其直徑自該主要面向該後 表面至一吸引口逐漸減小。各穿孔另包含一吸引孔，其具有大於 該吸引口之直徑，且自該吸引口延伸至該後表面，以界定一吸引 空間。 圖式之簡要說明 本發明之目的及特徵將由以下實施例的詳細說明，並配合參 考圖式，而得以暸解，其中： 第1A至1C圖係說明利用一吸引裝置，其安裝有根據 本發明一特點的實施例之銲料球吸取遮罩，來轉移銲料球 之作動步驟之圖； 第2圖係形成於第1圖該銲料球吸取遮罩上的穿孔之 陣列樣式例之頂視平面圖； 第3圖係顯示第1圖該銲料球吸取遮罩的細部構造之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明（3 ) 放大部分剖視透視圖； 第4圖係顯示銲料球藉第丨圖的銲料球吸取遮罩之吸 引狀態之放大部分剖視透視圖； 第5A至5E圖係說明根據本發明另一特點的實施例， 製造第1圖銲料球吸取遮罩之方法的步驟之剖視圖； 第6圖係顯示第丨圖銲料球吸取遮罩的穿孔之第一變 化之部分剖視圖； 弟7圖係顯示第1圖銲料球吸取遮罩的穿孔之第二變 化之部分剖視圖；及 第8圖係顯示第1圖銲料球吸取遮罩的穿孔之第三變 化之部分剖視圖。 於本發明開始詳細說明之前，吾人需知於圖式中相同 元件係以相同標號表示之。 本發明之詳細說明 效將本發明之實施例配合參考圖式詳述於后。第1A 至1C圖係說明利用一吸引裝置，其安裝有根據本發明一 特點的實施例之銲料球吸取遮罩5,來轉移銲料球之作動 步驟之圖。該銲料球吸取遮罩5具有一主要面u可與數 銲料球7銜接，及一後表面14可與該吸引裝置銜接。於 第1A圖中，數吸引開σ 4，譬如，以一矩陣方式，配置 於一吸引裝置本體k-底壁3上，且該銲料球吸取遮罩 5之後表面14安裝於該吸引裝置本體丨底壁3之下表面 上，以緊密接觸該吸收裝置本體丨底壁之下表面。數穿孔 6自該主要面U延伸至該後表面14而穿過該銲料球吸取 -6- 540277 五、發明説明（4 :罩5，以配置成-預定排列樣式’例如第2圖所示，且 :應：該吸收襄置本體1底壁3之吸引開口 4全部或一部 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) :,猎：經^置於該吸收裝置本體1上部處之吸引管2來 、到真工吸力，數銲料球7被分別吸取至該鋅料球吸取遮 罩5之穿孔6。 於該等輝料球7藉由經該吸收裝置的真空吸力，被吸 取至該等個別穿孔6的狀態時，如第1B圖所示，該等銲 料球7被轉移於-電子元件9的數電極ig上，例如設置 2 P白木8上之一半導體晶片及一電路板。藉由消除此狀 悲中之真空吸力，該等鮮料球7被以一預定排列方式一次 放置於該電子元件9之電極1〇上，如第1(]圖所示。 第3圖顯不該銲料球吸取遮罩5的穿孔6之細部構 造。該銲料球吸取遮罩5整體具有例如約2〇〇至3〇〇//m 的厚度，且以該主要面丨丨可與該等銲料球7銜接，及以 該後表面14安裝於該吸收裝置本體丨底壁3之下表面 上，如上所述。該穿孔6自該主要面u延伸至該後表面 14而穿過該銲料球吸取遮罩5，且包含一漏斗狀吸取區 13用以吸引該銲料球於其上，其係自該主要面n漸次減 小直徑直到一吸引口 12，該吸引口 12具有約為8〇至1〇〇 # m的直徑，以及一吸引孔ι5直徑約為15〇至m , 其自該吸引口 12延伸至該後表面14。該吸取區13具有 一相對於該穿孔6的軸之中凸彎弧表面。該吸引口 12係 設置於自該主要面11約25至40 # m深度處。該吸引孔 1 5對應於該吸引裝置之各吸引開口 4，且直徑大於該吸引 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 540277 A7 _B7_ 五、發明説明（5 ) 口 1 2，如上所述。因此，藉該吸引孔1 5，自該後表面J 4 上至該吸引口 12界定一圓柱吸引空間1 6。 當該等銲料球7藉由該吸引裝置的真空吸力，被吸取 於上述配置的該銲料球吸取遮罩5之個別穿孔6時，例如 第1A圖所示者，經由該吸引口 1 2所吸引之各銲料球7 , 可错該漏斗狀吸取區13之中凸、考孤推拔表面，被堅固導 引且持住，俾以於真空之下被吸引於其上，如第4圖所 示。此外，由於自該吸引裝置之吸引壓力開始係先被引入 該較大直徑吸引孔1 5内，之後再被與該吸引空間1 6連通 之該較小直徑吸引口 12經由該吸引空間1 6限制，因此於 該吸取區13處之吸取壓力於此時會增加。藉此，各鮮料 球7可被該吸取區1 3經由該吸引口 12堅固吸取及持住。 於本發明之銲料球吸取遮罩5中，由於用以吸取該銲 料球7於該穿孔6内之該吸取區13具有該漏斗狀推拔表 面，其直徑自該主要面11至該後表面減小直至該吸引口 12，因此經由該吸引口 1 2吸引之各銲料球7可被該穿孔 6之吸取區13堅固地導引及持住，以致於可防止雙球現 象發生。 此外，於以一預定陣列配置之各數穿孔6中，由於與 該吸引裝置銜接之該後表面14上形成有該吸引孔15，其 直徑大於設置在該吸取區1 3底部處之該吸引口 12的直 徑，且與該吸引口 12連續形成以界定該吸引空間1 6，因 此可藉由與該吸引空間1 6連通之該吸引口 12，來限制自 該吸引裝置，經由該較大直徑吸引孔15所吸引之真空壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、一 :線丨 540277 A7

五、發明説明（6 ) 力，以致於可增加該吸取區13處之吸取壓力，因此各鮮 料球7可被堅固地吸取於該吸取區1 3。 忒鈐料球吸取遮罩5的穿孔6構造並不侷限於第丨至 4圖之上述實施例，而可作變化。舉例來說，於第6圖顯 示該銲料球吸取遮罩5的穿孔6之第一變化，第3圖之中 凸彎弧吸取區13被一平直推拔吸取面丨3所取代。此時， 於第7圖顯示該銲料球吸取遮罩5的穿孔6之第二變化， 第3圖之中凸彎弧吸取區1 3被一中凹彎弧吸取區丨3所取 代。此外，於第8圖顯示該鮮料球吸取遮罩$的穿孔6之 第二變化’第3圖之圓柱吸引孔1 5係以一平直推拔吸引 孔15所取代，其與該吸引口丨2連續形成，而其間無階 部，且其直徑向該後表面14增加。 之後，兹將根據本發明另一特點之實施例，該銲料球 吸取遮罩5之製造方法，配合參考第5A至5E圖，詳細說 明於后。一開始，當一負型感光乾燥薄膜抗蝕體 (negative type photosensitive dry film resist)被施 予熱接觸接合劑以例如約200 /zm之厚度於一以不鏽鋼或 類似物所製成之導電基板20上時，一抗蝕層21形成於該 導電基板20上。之後，於一具有透光模型對應於該銲料 球吸取遮罩5上所形成的該等穿孔6之模型膜f已被放置 於該抗#層21上之後，進行紫外線照射，如第5A圖所 示。之後，藉進行一顯影步驟及一乾燥步驟，具有數殘留 抗蝕部23之一抗蝕模型22形成於該導電基板20上，如 第5B圖所示’該等殘留抗餘部23於之後步驟時分別對應 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） .、T •矣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

540277 A7 B7 五、發明説明 於該等穿孔。 其後，藉將該導電基板20運載於一電鑄槽内，例 如’氣基石頁酸鎳浴（nickei sulfamate bath)以預定成分 混合其内，以進行第5C圖之一第一電鑄步驟，其中，一 第一電鑄鎳層24被形成至與該等殘留抗蝕部23的高度相 等之程度。其間，於此時，欲使該第一電鑄鎳層24被一 致形成至與該等殘留抗蝕部23相等之高度。然而，實際 上，由於電鑄鎳厚度藉電流密度的分散及一電鑄表面積對 一單位面積的比例而被分散，因此電鑄係越過該等殘留抗 蝕部23的高度進行，且之後，該電鑄表面被拋光至該等 殘留抗钱部23之高度，藉以造成第5C圖之狀態。 之後’藉再次將該導電基板20運載於一電鑄槽内， 以進行第5D圖之一第二電鑄步驟，其中，一具有約託至 4〇//m厚度之第二電鑄鎳層25被一體電沉積於第5C圖步 驟中所獲得之該第一電鑄鎳層24之表面上，以致於該^ 二電鑄鎳層25之一主要緣突出該等殘留抗蝕部23。 最後，被一體持住相互緊密接觸之該等第一及第二電 鑄鎳層24及25自該導電基板20分離，且該抗蝕模型& 藉使用驗性溶劑或類似物，自該等第一及第二電禱錄層 24及25移除。藉此，可獲得該銲料球吸取遮罩5，其中 各穿孔6藉該漏斗狀吸取區13、該小直徑吸引口丨2及， 大直徑吸引孔15用以界定該吸引空間16所構成，如第 5E圖所示。 其間，於上述實施例之製造方法中，鎳被利用作為電 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（OJS) A4規格（21〇><297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -輸- .、^τ— :線丨 540277

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 鑄金屬，用以形成該銲料球吸取遮罩5。然而，該電鑄金 屬亚不侷限於鎳，而無疑地其他含有鎳合金之金屬，例如 鎳鈷、銅及銅合金亦可使用於該銲料球吸取遮罩5。除此 之外，無庸置疑地該銲料球吸取遮罩之尺寸，例如該銲料 球吸取遮罩5之厚度及該等穿孔之直徑可根據該吸引裝置 之作動狀況作變化。 於本發明之製造方法中’上述配置之該銲料球吸取遮 罩5可藉電鑄高度精確且有效地製造。 元件標號對照 1···吸引裝置本體 2···吸引管 3...底壁 4···吸引開口 5···銲料球吸取遮罩 6…穿孔 7…焊料球 8…階架 9···電子元件 1 0...電極 11···主要面 12...吸引口 13...吸取區 14...後表面 15…吸引孔 16...吸引空間 20···導電基板 21...抗触層 22···抗蝕模型 2 3...殘留抗餘部 24…第一電禱錄層 25.··第二電鑄鎳層 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 540277 A B c D 、申凊專利範圍 •一種銲料球吸取遮罩，其安裝於一吸引裝置上用以於 真空下吸引數銲料球，以將銲料球放置於一電子元件之 電極上，且於其預定位置處形成有數穿孔用以分別吸取 該等銲料球，使該銲料球吸取遮罩具有一主要面可與該 等鲜料球銜接，及一後表面可與該吸引裝置銜接，以致 於該等穿孔自該主要面至該後表面延伸穿過該銲料球吸 取遮罩，各該等穿孔分別包括： 一漏斗狀吸取區，用以吸取該銲料球，其直徑自該主要面 向該後表面至一吸引口逐漸減小；及 吸引孔’其具有大於該吸引口之直徑，且自該吸 引口延伸至該後表面，以界定一吸引空間。 2 · 種衣^杯料球吸取遮罩之方法，該鮮料球吸取遮罩 於其預定位置處形成有數穿孔用以分別吸取銲料球，包 括以下步驟： 於一導電基板上形成一抗蝕模型，其具有數抗蝕部分別對 應於該等穿孔之吸引孔； 於該導電基板上電鑄一第一金屬層至與該等抗蝕部 相專之南度； 於該第一金屬層上電鑄一第二金屬層突出該等抗餘 部，以致於該第二金屬層形成各穿孔之一吸取區；及 自該導電基板分離相互一體緊密接觸之該等第一及 第二金屬層，且自該等第一及第二金屬層移除該抗蝕模 型。 -12-