WO2017104746A1 - はんだバンプの修正方法 - Google Patents

はんだバンプの修正方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017104746A1
WO2017104746A1 PCT/JP2016/087372 JP2016087372W WO2017104746A1 WO 2017104746 A1 WO2017104746 A1 WO 2017104746A1 JP 2016087372 W JP2016087372 W JP 2016087372W WO 2017104746 A1 WO2017104746 A1 WO 2017104746A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
solder
correction
solder bump
workpiece
head
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/087372
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中村　秀樹
Original Assignee
千住金属工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 千住金属工業株式会社 filed Critical 千住金属工業株式会社
Priority to KR1020187020101A priority Critical patent/KR20180095864A/ko
Priority to JP2017556440A priority patent/JPWO2017104746A1/ja
Priority to US16/062,853 priority patent/US10681822B2/en
Priority to EP16875723.5A priority patent/EP3401951A4/en
Priority to CN201680081870.3A priority patent/CN108713246B/zh
Publication of WO2017104746A1 publication Critical patent/WO2017104746A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3468—Applying molten solder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/06—Solder feeding devices; Solder melting pans
    • B23K3/0607—Solder feeding devices
    • B23K3/0623—Solder feeding devices for shaped solder piece feeding, e.g. preforms, bumps, balls, pellets, droplets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/06—Solder feeding devices; Solder melting pans
    • B23K3/0607—Solder feeding devices
    • B23K3/0638—Solder feeding devices for viscous material feeding, e.g. solder paste feeding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/11—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/741—Apparatus for manufacturing means for bonding, e.g. connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/741—Apparatus for manufacturing means for bonding, e.g. connectors
    • H01L24/742—Apparatus for manufacturing bump connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0094—Filling or covering plated through-holes or blind plated vias, e.g. for masking or for mechanical reinforcement
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11—Manufacturing methods
    • H01L2224/113—Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11—Manufacturing methods
    • H01L2224/113—Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector
    • H01L2224/1131—Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector in liquid form
    • H01L2224/11312—Continuous flow, e.g. using a microsyringe, a pump, a nozzle or extrusion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/93—Batch processes
    • H01L2224/94—Batch processes at wafer-level, i.e. with connecting carried out on a wafer comprising a plurality of undiced individual devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93—Batch processes
    • H01L24/94—Batch processes at wafer-level, i.e. with connecting carried out on a wafer comprising a plurality of undiced individual devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10151—Sensor

Definitions

  • the present invention relates to a correction method for replenishing solder to a portion where a solder bump formed on a workpiece of an electronic component such as a substrate or a semiconductor is missing and / or where the amount of solder is insufficient.
  • Solder and adhesive are used for mounting electronic parts such as semiconductors on printed circuit boards of electronic devices and for assembling electronic parts such as semiconductors.
  • electronic parts made of ceramics cannot be soldered as they are. Therefore, a pad made of a plating film is provided on the surface of the workpiece of the electronic component, and a solder bump (kump) is formed on the pad. Thereafter, soldering is performed via bumps.
  • kump solder bump
  • solder paste is often used as a solder bump forming method. After applying the solder paste on the plating film of the workpiece with a printing machine or a dispenser, the solder paste is melted by reflow heating to form bumps. This method is inexpensive. However, printing has a limit that can be printed, and bumps corresponding to fine circuit patterns cannot be formed.
  • solder balls There is also a bump formation method using solder balls.
  • a fine solder ball is mounted on the work of the electronic component, and bumps are formed by reflow heating. This method can form bumps corresponding to fine circuit patterns.
  • the cost of the solder ball itself is high, the overall cost is high.
  • a so-called molten solder method in which molten solder is discharged to form a solder bump has attracted attention.
  • a solder attaching apparatus described in Patent Document 1 below is known. This solder application apparatus efficiently supplies molten solder to a plurality of locations by scanning the nozzle opening of a container containing molten solder in the horizontal direction.
  • a bump forming apparatus having a mechanism for lifting the nozzle head from the mask after the nozzle head is cooled after the work is completed.
  • solder bumps are generally formed on the entire workpiece or a portion of the workpiece by all methods using solder paste, solder balls, and molten solder.
  • solder paste solder paste
  • solder balls solder balls
  • molten solder molten solder
  • a defect occurs in the solder joint formed by the solder bumps. Since the pattern formed on the silicon wafer is fine and the formed solder bumps are also fine, it cannot be corrected when a defect occurs, and the entire silicon wafer of the workpiece is discarded.
  • the present invention provides a method for correcting a solder bump when a part of the solder bump formed on the silicon wafer is defective and / or there is an insufficient amount of solder.
  • the present inventors when there is a deficiency in a part of the bump, and / or the amount of solder is insufficient, put the same mask as the solder bump pattern on the solder bump, and contact the molten solder from above, It has been found that molten solder is filled in a portion where there is a defect and / or a solder amount is insufficient, and the solder bump can be corrected.
  • a correction method for correcting a solder bump formed on a workpiece is provided.
  • a mask having a hole punched in the same pattern as the solder bump is placed on the solder bump formed on the silicon wafer, and then the molten solder is brought into contact with the mask to punch the mask.
  • the solder bump formed on the silicon wafer is corrected by filling the part with molten solder.
  • the solder bump can be replenished to the part to obtain a complete solder bump.
  • the amount of solder to be filled can be controlled by the thickness of the mask formed on the silicon wafer to be corrected.
  • This method can also be used to correct the bump height by aligning the heights of the solder bumps produced by solder bump formation methods that are difficult to control, such as solder bump formation methods with solder balls. .
  • any mask may be used as long as it has a constant thickness in which perforations are formed in the same pattern as the solder bumps.
  • a heat-resistant resin film such as polyimide may be used, and even if a mask is directly formed on a silicon wafer with a resist, it can be used for correction purposes.
  • the silicon wafer having the solder bump can be corrected. For this reason, silicon wafers that have been discarded in the past can be reused, and material costs and processes can be greatly reduced.
  • the height of the solder bumps is determined by the mask. Therefore, this method uses the same solder bump heights as the solder bump formation method that is difficult to control, such as the solder bump formation method with solder balls. It can also be used to correct the height of the bump, and the process of replenishing solder with a preform or the like can be replaced with the process of the present method.
  • FIG. 1 is a diagram showing a head unit 1 of a correction device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a correction device according to an embodiment of the present invention.
  • the head unit 1 includes a tank 2 that can accommodate molten solder and a correction head 3 provided at the lower end.
  • a heating means such as a heater 4 can be attached around the abdomen of the fluid tank 2.
  • the correction head 3 has a correction nozzle 5 and a suction port 6 provided at the lower end of the head, and the suction port 6 is attached so that the suction process can be performed earlier in the traveling direction than the correction nozzle 5.
  • the heater 4 can be attached to the lower end of the correction head 3.
  • the shape of the nozzle opening of the correction head 3 As the shape of the nozzle opening of the correction head 3, a round shape, a slit shape, and other known shapes can be employed. In particular, when a slit shape is used as the shape of the nozzle opening, it is possible to simultaneously discharge fluid to the discharge targets on the plurality of workpieces 7. Moreover, the shape of the suction port 6 attached to the correction head 3 can also be a round shape, a slit shape, and other known shapes. By using the slit shape as the opening shape, a silicon wafer or a printed board can be used. The air in the mask 8 can be removed simultaneously from a plurality of locations on the workpiece 7.
  • the correction device can move in the vertical direction (Y) so as to approach and separate from the workpiece 7 of the electronic component to be corrected, and can also move in the horizontal direction (X).
  • a mask 8 made of polyimide or resist is placed on the work 7 as necessary.
  • the correction head 3 moves down to a position where the correction discharge nozzle 5 contacts the workpiece 7. Pressure is applied to the correction head 3 downward from the time when the correction discharge nozzle 5 contacts the work 7 to the time when the work 7 is detached.
  • the liquid correction head 3 moves horizontally while maintaining the contact state between the correction nozzle 5 and the workpiece 7.
  • air in the mask 8 installed on the work 7 is first sucked from the suction port 6 attached so that the suction step can be performed first in the traveling direction.
  • the fluid discharged into the mask 8 by the plurality of discharges can be sucked at this stage.
  • Fluid that requires heating means can be sucked by being heated by the heater 4 installed at the lower part of the correction head 3.
  • the liquid correction head 3 moves horizontally, fluid is discharged from the opening of the correction nozzle 5, and the fluid is applied to the mask 8 on the workpiece 7.
  • the liquid correction head 3 is lifted away from the workpiece 7. Even when the mask 8 is not used, the same process can be performed.
  • the correction device 1 includes a heater 4 for keeping the fluid in the tank 2 at a desired temperature.
  • the heater 4 may be built in the wall portion of the tank 2.
  • the heater 4 is managed and controlled so that the heater 4 is heated to an appropriate temperature to maintain the optimum viscosity for the correction condition of the fluid 9 such as molten solder in the tank 2.
  • the fluid discharge device 1 is connected to the pressure supply means 11 capable of fluid communication from the tank 2 through the extension pipe 10, and the decompression supply means 13 capable of fluid communication via the suction pipe extension pipe 12 continuing from the suction port 6. linked.
  • the pressure supply means 11 includes a pressure generation source 14 that generates nitrogen gas having a pressure of, for example, 0.06 to 0.1 MPa (not limited to this).
  • the pressure generation source 14 supplies pressure into the tank 2 via the gate valve 15 and the three-way valve 16.
  • the molten solder held in the tank 2 receives the pressure from the pressure generation source 14 and is injected from the opening of the correction nozzle 5.
  • the decompression supply means 13 has a micro ejector 16 which is a decompression generator.
  • the decompression generator 16 is connected to a pressure generation source 19 that generates nitrogen gas having a pressure of 0.4 MPa (not limited to this) via, for example, a regulator 17 and a throttle valve 18, and is connected via a suction pipe extension pipe 12. Then, negative pressure is supplied to the suction port 6.
  • the correction device has a pressure sensor 20 and a control device 21.
  • the pressure sensor 20 is connected to a throttle valve 18 provided in the extension pipe 17 that is in fluid communication with the inside of the tank 2, and monitors the pressure in the tank 2.
  • a signal indicating the pressure in the tank 2 is sent from the pressure sensor 20 to the control device 21.
  • the control device 21 operates the pressure generation source 14, the decompression generation device 16, the regulator 17, the pressure generation source 19, and each valve in accordance with the progress of the work process to supply pressure into the tank 2.
  • An appropriate pressure value to be supplied is determined based on a signal from the pressure sensor 20.
  • the magnitude of the positive pressure supplied into the tank 2 can be changed, for example, by adjusting the pressure value generated by the pressure generation source 14 by the control device 21.
  • the control device 21 may adjust the pressure value by adjusting a regulating valve (not shown) provided in the pressure supply means 11.
  • the correction portion of the work 7 is covered with a mask as necessary.
  • a mask in this example, a sheet-like polyimide sheet provided with a perforated portion at the same location as the correction location was used.
  • the covered mask is fixed by aligning the corrected portion and the perforated portion.
  • the correction head 1 of the correction device When the preparation is completed, the correction head 1 of the correction device is placed on the workpiece as shown in FIG.
  • the correction head 1 is fixed at a fixed position away from the work 7, but when the fluid is discharged, the correction head 1 also moves in the vertical and horizontal directions, and the correction head 1 discharges the mask 8 on the work 7. Lower to the position where it touches the part.
  • the correction head 1 of the correction device is constantly pressurized, and the correction discharge nozzle 5 is in contact with the workpiece 7 when the correction head 3 is lowered.
  • the correction head 1 moves horizontally first from the side where the suction nozzle 5 is installed, and after depressurizing the air in the opening of the mask 8 on the work 7, the correction nozzle 5 applies heat to the molten solder in the tank 2.
  • the correction head 3 moves by tracing over the mask 8 of the work 7 so as to come into contact.
  • the pressure supplied from the pressure generation source 14 supplies a positive pressure into the tank 2 via the gate valve 15.
  • the molten solder 9 held in the tank 2 receives the pressure from the pressure generation source 14 and contacts the solder bump of the workpiece at the opening of the discharge nozzle 5.
  • a portion where the amount of solder is insufficient is filled with molten solder (see FIG.
  • the mask adjusts the amount of molten solder, so that the molten solder does not adhere to the solder bump more than the internal capacity of the mask. . For this reason, the solder bump before correction is maintained as it is.
  • the correction of the solder bump is completed by the correction head 1 moving once on the workpiece.
  • the correction head 1 increases the pressure supplied to the tank 2 after switching the pressure to the negative pressure generated from the decompression generator 16. After cooling, the mask 8 is removed from the work 7.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

シリコンウエハ上に形成されたパターンは微細であり、形成されたはんだバンプも微細であるので、不具合が発生すると修正する事ができず、ワークのシリコンウエハごと捨てられていた。　修正方法として、シリコンウエハ上に形成されたはんだバンプ上に、前記はんだバンプと同一パターンに穿孔したマスクをはんだバンプ上に被せた後、前記マスク上から溶融はんだを接触させて、前記マスクの穿孔部に溶融はんだを充填する。

Description

はんだバンプの修正方法
　本発明は、基板および半導体等の電子部品のワーク上に形成したはんだバンプの形成欠け、および／または、はんだ量不足の部分にはんだを補充する修正方法に関する。
　電子機器のプリント基板への半導体等の電子部品の実装や半導体等の電子部品の組み立てには、はんだや接着剤が用いられている。特に、セラミックスなどで形成された電子部品はそのままでははんだ付けできない。そこで、電子部品のワークの表面にメッキ皮膜からなるパッドを設け、該パッドの上にはんだバンプ（こぶ）を形成する。その後、バンプを介したはんだ付けが行われる。
　はんだバンプ形成方法として従来多く用いられているのは、はんだペーストを用いる方法である。印刷機やディスペンサではんだペーストをワークのメッキ皮膜上に塗布した後、はんだペーストをリフロー加熱して溶融させ、バンプを形成させる。この方法は、コストが安い。しかしながら、印刷には印刷できる限界があり、微細な回路パターンに対応したバンプは形成できない。
　はんだボールを利用したバンプ形成方法もある。電子部品のワーク上に微細なはんだボールを搭載し、これをリフロー加熱することによりバンプを形成させる。この方法は、微細な回路パターンに対応したバンプを形成することができる。しかしながら、はんだボール自体のコストが高いため、全体として高コストとなる。
　低コストで微細回路パターンに対応できるバンプを形成する方法として、溶融はんだを吐出してはんだバンプを形成する、所謂、溶融はんだ法が注目されている。溶融はんだ法を実現する装置として、例えば、下記特許文献１に記載のはんだ付着装置が知られている。このはんだ付着装置は、溶融はんだを収容する容器のノズル開口部を水平方向に走査させることによって、複数箇所へ溶融はんだを効率的に供給する。また、作業終了後にノズルヘッドを冷却した後にノズルヘッドをマスクから持ち上げる機構を有するバンプ形成装置も知られている。（例えば、下記特許文献２）
特開平２－０１５６９８号公報 ＷＯ２０１３／０５８２９９A
　シリコンウエハ等のワークへのはんだバンプを形成は、はんだペースト、はんだボール、溶融はんだを使う方法全てが、ワーク全体又はワークの部分を一括してはんだバンプを形成するのが一般的である。ところが、一括して形成されたはんだバンプの一部に欠損、および／または、はんだ量不足があると、はんだバンプによって形成されたはんだ接合部に不具合が発生してしまう。シリコンウエハ上に形成されたパターンは微細であり、形成されたはんだバンプも微細であるので、不具合が発生すると修正する事ができず、ワークのシリコンウエハごと捨てられていた。本発明は、シリコンウエハ上に形成されたはんだバンプの一部に欠損、および／または、はんだ量不足がある場合に、はんだバンプを修正する方法を提供する。
　本発明者らは、バンプの一部に欠損、および／または、はんだ量不足がある場合に、はんだバンプ上に、はんだバンプのパターンと同じマスクを被せ、その上から溶融はんだを接触させると、欠損、および／または、はんだ量不足がある部分に溶融はんだが充填され、はんだバンプを修正することが可能であることを見いだした。
　本発明の一実施形態によれば、ワーク上に形成されたはんだバンプの修正を行う修正方法が提供される。この方法では、シリコンウエハ上に形成されたはんだバンプ上に、前記はんだバンプと同一パターンに穿孔したマスクをはんだバンプ上に被せた後、前記マスク上から溶融はんだを接触させて、前記マスクの穿孔部に溶融はんだを充填することによって、シリコンウエハ上に形成されたはんだバンプを修正する。バンプの一部に欠損、および／または、はんだ量不足がある場合に、当該一部にはんだバンプにはんだを補充することで、完全なはんだバンプを得ることができる。
　この実施形態によれば、修正するシリコンウエハ上に形成されたマスクの厚みによって、充填されるはんだ量をコントロールする事ができる。この方法は、はんだボールでのはんだバンプ形成方法など高さのコントロールの難しいはんだバンプの形成方法で作製したはんだバンプの高さを揃えて、バンプの高さを修正するためにも使用可能である。本実施形態に使用するマスクは、はんだバンプと同一パターンに穿孔部が形成された厚みが一定のマスクであれば何を使用しても良い。ポリイミド等の耐熱樹脂フィルムを使用しても良いし、シリコンウエハに直接レジストでマスクを形成しても修正用途で使用可能である。
　本実施形態のはんだバンプの修正方法を用いる事によって、バンプの一部に欠損および／または、はんだ量不足がある場合に、当該はんだバンプを有するシリコンウエハに、修正を行うことができる。このため、従来は捨てられていたシリコンウエハを再利用することができ、大幅な材料費および工程の低減が可能である。本方法では、マスクによってはんだバンプの高さが決まるので、本方法は、はんだボールでのはんだバンプ形成方法など高さのコントロールの難しいはんだバンプの形成方法で作製したはんだバンプの高さを揃えて、バンプの高さを修正するためにも使用でき、従来はプリフォームなどではんだを補充していた工程を本方法の工程で置き換えることが可能である。
本発明の一実施形態に使用するはんだバンプの修正装置の一例を示す概略図である。 本発明の一実施形態による修正装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態のはんだバンプの修正方法の工程を示す概略図である。 本発明の一実施形態のはんだバンプの修正方法の工程を示す概略図である。 本発明の一実施形態のはんだバンプの修正方法の工程を示す概略図である。 本発明の一実施形態のはんだバンプの修正方法の工程を示す概略図である。
　本発明の一実施形態による修正装置の構成を説明する。図１が本発明の一実施形態による修正装置のヘッド部１を示す図である。図２は、本発明の一実施形態による修正装置の概略構成を示す模式図である。ヘッド部１は、溶融はんだ等を収容可能なタンク２と下端に設けた修正ヘッド３とを備える。溶融はんだなど温度コントロールが必要な流体に用いるときは、流体タンク２の腹部にヒータ４を巻き付けるなど、加熱手段を取り付けることもできる。修正ヘッド３には、ヘッド下端に設けた修正ノズル５と吸引口６を有し、吸引口６は修正ノズル５よりも進行方向に向かって先に吸引工程が実施できるように取り付けられている。修正ノズル５及び吸引口６にも温度コントロールが必要な流体に用いるときは、修正ヘッド３下端にもヒータ４を取り付けることが可能となる。
　修正ヘッド３のノズル開口の形状としては、丸状、スリット状およびその他の公知のものを採用することができる。特に、ノズル開口の形状としてスリット状を用いると複数のワーク７上の吐出対象に同時に流体を吐出することが可能となる。また、修正ヘッド３に取り付けられた吸引口６の形状も丸状、スリット状およびその他の公知のものを採用することができるが、開口の形状としてスリット状を用いることで、シリコンウエハやプリント基板等のワーク７に対して複数の箇所を同時にマスク８内の空気を除去することが可能となる。
　次に、全体の構成を説明する。図示しないが、修正装置は、修正すべき電子部品のワーク７に対して接近および離反するように上下方向(Y)に移動可能であるとともに、水平方向(X)にも移動可能である。ワーク７の上部には、必要に応じて、ポリイミドやレジストによって形成されたマスク８を置くようになっている。修正ヘッド３は、修正時には、修正吐出ノズル５がワーク７に接触する位置まで下降する。修正ヘッド３には、修正吐出ノズル５がワーク７に接触した時点から、ワーク７を離脱する時点まで下方に向かって圧力が加わっている。
　修正ノズル５とワーク７との接触状態が維持されたまま液体修正ヘッド３は水平に移動する。修正ヘッド３が水平に移動すると、まず進行方向に向かって先に吸引工程が実施できるように取り付けられた吸引口６より、ワーク７上に設置されたマスク８内の空気が吸引される。複数回目の吐出で、マスク８内に吐出した流体もこの段階で吸引することが可能となる。加熱手段が必要な流体は、修正ヘッド３下部に設置されたヒータ４で加熱されることで、吸引可能となる。その後、液体修正ヘッド３が水平移動すると、修正ノズル５の開口から流体が吐出され、ワーク７上のマスク８中には流体が塗布される。流体の塗布が終了すると、液体修正ヘッド３はワーク７から離れるように持ち上げられる。マスク８を使用しない場合でも、同じ工程が可能である。
　修正装置１は、タンク２内の流体を所望の温度に保つためのヒータ４を備える。ヒータ４は、タンク２の壁部に内蔵されたものとすることができる。ヒータ４は、タンク２内の溶融はんだ等の流体９の修正条件に最適な粘度を保つのに適切な温度に加熱されるよう、管理制御されている。
　流体吐出装置１は、タンク２から延長管路１０を通して、流体連通可能な圧力供給手段１１とつながっており、吸引口６から続く吸引管延長管路１２を通して、流体連通可能な減圧供給手段１３とつながっている。圧力供給手段１１は、例えば０．０６ないし０．１ＭＰａ（これに限定されない）の圧力の窒素ガスを発生させる圧力発生源１４を有している。圧力発生源１４は、ゲート弁１５および３方弁１６を介してタンク２内へ圧力を供給する。タンク２内に保持されていた溶融はんだは、圧力発生源１４からの圧力を受けて修正ノズル５の開口から射出される。
　減圧供給手段１３は、減圧発生装置であるマイクロエジェクタ１６を有している。減圧発生装置１６は、例えばレギュレータ１７および絞り弁１８を介して、０．４ＭＰａ（これに限定されない）の圧力の窒素ガスを発生させる圧力発生源１９と連結され、吸引管延長管路１２を介して吸引口６へ負圧を供給する。
　修正装置は、圧力センサ２０と制御装置２１とを有する。圧力センサ２０は、タンク２内と流体連通する延長管路１７に設けられた絞り弁１８に連結し、タンク２内の圧力を監視する。タンク２内の圧力を示す信号は、圧力センサ２０から制御装置２１に送られる。制御装置２１は、作業工程の進捗に合わせて圧力発生源１４、減圧発生装置１６，レギュレータ１７，圧力発生源１９および各弁を操作し、タンク２内に圧力を供給する。供給すべき適切な圧力値は、圧力センサ２０からの信号に基づいて決定される。タンク２内の溶融はんだを修正ノズル５の開口から射出する場合、タンク２内と圧力センサ２０とが流体連通するように操作される。タンク２内に供給される正圧の大きさは、例えば圧力発生源１４にて発生される圧力値を制御装置２１によって調整することによって変化させることができる。あるいは、圧力供給手段１１に設けた調整弁（図示せず）を制御装置２１が調整することによって圧力値を変化させてもよい。
　次に、修正装置の動作を説明する。まず、図３Ａのようにワーク７の修正箇所に必要に応じてマスクを被せる。本実施例では、修正箇所と同じ箇所に穿孔部が設けられたシート状のポリイミドシートを使用した。被せられたマスクは、修正箇所と穿孔部の位置合わせが行われ、固定される。
　準備が終わると、図３Ｂのように、修正装置の修正ヘッド１をワーク上に載置して、修正工程に入る。修正ヘッド１は、ワーク７から離れた定位置に固定されているが、流体吐出時には、修正ヘッド１が上下方向、水平方向にも移動して、修正ヘッド１はワーク７上のマスク８の吐出部分に接触する位置まで下降する。修正装置の修正ヘッド１は、常時圧力が加わっており、修正ヘッド３が下降時に修正吐出ノズル５はワーク７に接触している。
　修正ヘッド１が、吸引ノズル５が設置されている方から先に水平に移動し、ワーク７上のマスク８の開口部の空気を減圧した後に修正ノズル５でタンク２内の加熱した溶融はんだに接触するように、ワーク７のマスク８の上をなぞって修正ヘッド３は移動する。圧力発生源１４から供給された圧力は、ゲート弁１５を介してタンク２内へ正の圧力を供給する。タンク２内に保持されていた溶融はんだ９は、圧力発生源１４からの圧力を受けて吐出ノズル５の開口でワークのはんだバンプに接触するために、はんだバンプが欠落している部分（および／または、はんだ量が不足している部分。図３Ｂの点線部分参照）に溶融はんだを充填して（図３Ｃ参照）、はんだバンプを完成させる（図３Ｄ参照）。本実施形態によれば、既にはんだバンプが完成している部分に修正ノズル５が接触しても、マスクが溶融はんだ量を調整するので、マスクの内容量以上に溶融はんだがはんだバンプに付着しない。このため、修正前のはんだバンプはそのまま維持される。修正ヘッド１がワーク上を１回移動する事で、はんだバンプの修正は完成する。修正ヘッド１は、タンク２内に供給される圧力を減圧発生装置１６から発生される負の圧力に切り替えてから上昇させる。放冷後、ワーク７上からマスク８を取り除く。
１　ヘッド部
２　タンク
３　修正ヘッド
４　ヒータ
５　修正ノズル
６　吸引口
７　ワーク
８　マスク
９　溶融はんだ
１０　延長管路
１１　圧力供給手段
１２　吸引管延長管路
１３　減圧供給手段
１４　圧力発生源
１５　ゲート弁
１６　減圧発生装置
１７　延長管路
１８　絞り弁
１９　圧力発生源
２０　圧力センサ
２１　制御装置
２２　流体供給装置
 

Claims (3)

  1. 　ワーク上に形成されたはんだバンプの修正を行う修正方法であって、はんだを収容可能なタンクと修正ヘッドからなる修正ヘッド部を有し、前記修正ヘッド部の幅はワークの幅より小さく、前記吐出ヘッドの一端には、ワーク上のマスク中の空気を吸引するための吸引口と流体を吐出するための吐出ノズルが形成されており、かつ吸引口は、吐出ヘッドの進行方向に設置されており、
    　はんだバンプ修正準備時には、前記吐出ヘッドが前記ワークに接触するまで該ワークに対して接近移動し、はんだバンプ修正時には、前記修正ヘッドが前記ワークに接触した状態で前記はんだタンクに正の圧力を加え、はんだバンプ修正後に前記はんだタンクに負の圧力を加えた状態で前記修正ヘッドを上昇させることを特徴とするワーク上に形成されたはんだバンプの修正方法。
  2. 　前記修正ヘッドには修正ノズルおよび吸引口の形状としてスリット状の開口部を有することを特徴とする修正ヘッドを用いたことを特徴とする請求項１に記載のワーク上に形成されたはんだバンプの修正方法。
  3. 　ワーク上に形成されたはんだバンプの修正方法であって、
    　前記はんだバンプ欠損、および／または、はんだ量不足がある欠陥部分を有するワーク上に、前記はんだバンプのパターンと同じマスクを被せる工程と、
    　前記はんだバンプを形成するための流体を吐出する修正ヘッドを前記マスク上で走査させつつ前記修正ヘッドから前記流体を吐出することによって、前記マスクのうちの前記欠陥部分に対応する部分内に前記流体を吐出する工程と
    　を備えるはんだバンプの修正方法。
     
PCT/JP2016/087372 2015-12-15 2016-12-15 はんだバンプの修正方法 WO2017104746A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020187020101A KR20180095864A (ko) 2015-12-15 2016-12-15 땜납 범프의 수정 방법
JP2017556440A JPWO2017104746A1 (ja) 2015-12-15 2016-12-15 はんだバンプの修正方法
US16/062,853 US10681822B2 (en) 2015-12-15 2016-12-15 Method for correcting solder bump
EP16875723.5A EP3401951A4 (en) 2015-12-15 2016-12-15 METHOD FOR CORRECTING SOLDER BOSS
CN201680081870.3A CN108713246B (zh) 2015-12-15 2016-12-15 焊锡凸块的修正方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-244142 2015-12-15
JP2015244142 2015-12-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017104746A1 true WO2017104746A1 (ja) 2017-06-22

Family

ID=59056616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/087372 WO2017104746A1 (ja) 2015-12-15 2016-12-15 はんだバンプの修正方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10681822B2 (ja)
EP (1) EP3401951A4 (ja)
JP (2) JPWO2017104746A1 (ja)
KR (1) KR20180095864A (ja)
CN (1) CN108713246B (ja)
TW (1) TWI698970B (ja)
WO (1) WO2017104746A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017104745A1 (ja) * 2015-12-15 2018-11-15 千住金属工業株式会社 流体吐出装置および流体吐出方法
JP2022501808A (ja) * 2018-09-20 2022-01-06 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation ハイブリッド・アンダーバンプ金属化コンポーネント

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10544040B2 (en) * 2017-05-05 2020-01-28 Dunan Microstaq, Inc. Method and structure for preventing solder flow into a MEMS pressure port during MEMS die attachment

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11274706A (ja) * 1998-03-20 1999-10-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半田バンプ形成用のクリーム半田印刷装置および半田バンプ形成方法
JP2003182025A (ja) * 2001-12-17 2003-07-03 Sony Corp スキージ構造体およびはんだ印刷機
JP2014157863A (ja) * 2013-02-14 2014-08-28 Tokyo Electron Ltd 金属ペースト充填方法及び金属ペースト充填装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4934309A (en) 1988-04-15 1990-06-19 International Business Machines Corporation Solder deposition system
US4898117A (en) 1988-04-15 1990-02-06 International Business Machines Corporation Solder deposition system
JP3731842B2 (ja) * 1997-07-23 2006-01-05 松下電器産業株式会社 半田供給方法および半田供給装置
KR20090087191A (ko) * 2008-02-12 2009-08-17 삼성전기주식회사 인쇄장치 및 인쇄방법
JP2012104630A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Panasonic Corp ペースト供給装置及びペースト供給方法
TWI552824B (zh) 2011-10-18 2016-10-11 千住金屬工業股份有限公司 焊料凸塊形成方法及裝置
JP2013171862A (ja) * 2012-02-17 2013-09-02 Tokyo Electron Ltd 金属ペースト充填方法及び金属ペースト充填装置及びビアプラグ作製方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11274706A (ja) * 1998-03-20 1999-10-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半田バンプ形成用のクリーム半田印刷装置および半田バンプ形成方法
JP2003182025A (ja) * 2001-12-17 2003-07-03 Sony Corp スキージ構造体およびはんだ印刷機
JP2014157863A (ja) * 2013-02-14 2014-08-28 Tokyo Electron Ltd 金属ペースト充填方法及び金属ペースト充填装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3401951A4 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017104745A1 (ja) * 2015-12-15 2018-11-15 千住金属工業株式会社 流体吐出装置および流体吐出方法
JP2019166522A (ja) * 2015-12-15 2019-10-03 千住金属工業株式会社 流体吐出装置および流体吐出方法
JP2022501808A (ja) * 2018-09-20 2022-01-06 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation ハイブリッド・アンダーバンプ金属化コンポーネント
US11749605B2 (en) 2018-09-20 2023-09-05 International Business Machines Corporation Hybrid under-bump metallization component

Also Published As

Publication number Publication date
EP3401951A4 (en) 2019-10-30
EP3401951A1 (en) 2018-11-14
CN108713246A (zh) 2018-10-26
JPWO2017104746A1 (ja) 2018-11-08
TW201727855A (zh) 2017-08-01
TWI698970B (zh) 2020-07-11
KR20180095864A (ko) 2018-08-28
JP2020115574A (ja) 2020-07-30
US20190132960A1 (en) 2019-05-02
US10681822B2 (en) 2020-06-09
JP7017020B2 (ja) 2022-02-08
CN108713246B (zh) 2022-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7017020B2 (ja) はんだバンプの修正方法
US8297486B2 (en) Bump printing apparatus and method of controlling the same
JP6205678B2 (ja) 流体吐出装置、流体吐出方法、及び流体塗布装置
US7845539B1 (en) Bump printing apparatus
KR101260429B1 (ko) 전자 부품 실장 시스템, 전자 부품 탑재 장치 및 전자 부품실장 방법
JP2006203020A (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP2008060438A (ja) 電子部品実装装置および電子部品実装方法
US11259415B2 (en) Method for discharging fluid
JP2017109211A (ja) 流体吐出方法および流体吐出装置
JP4743059B2 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP2013131630A (ja) ハンダ印刷方法及びハンダ印刷装置
JP2014041893A (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装装置ならびに電子部品実装方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16875723

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017556440

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20187020101

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020187020101

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016875723

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016875723

Country of ref document: EP

Effective date: 20180716